应用DES方法模拟非定常空泡流动

在水下运动的水翼表面的局部低压区会形成空泡,而空泡具有随时间变化的非定常特性.采用DES(dettached eddy simulation)方法模拟绕水翼空泡流动的非定常特性.模拟了空泡的发生、发展、破灭、脱落的非定常过程,获得了空泡的发展、演变过程中水翼升力、阻力随时间变化的情况.模拟结果表明,空泡流动表现出明显的周期性特征;水翼的升力、阻力的周期性波动表现出同步变化的特征.将模拟结果与实验数据对比显示该方法可以准确地模拟空泡流动.     

通气空泡发展过程及其水动力影响

在水洞中对通气空泡发展过程及其对水动力影响开展了系列实验研究,发现通气空泡发展经过局部空泡和超空泡两个阶段,回注射流在局部空泡和超空泡阶段的表现形式不同,对空泡形态的影响也不同,根据空泡形态的显著变化可以得到局部空泡过渡到超空泡的转变判据.空泡数和模型阻力在局部空泡阶段随通气率的增加而减小;在过渡阶段随通气率的微小增加而迅速减小;在超空泡阶段随通气率的增加基本保持不变.通气空泡形态不稳定主要表现为空泡振荡和界面波动,此外空泡形态不稳定还会导致模型动力不稳定.文章对于超空泡控制技术的研究具有重要参考价值.     

水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流研究

基于多相流理论,利用Fluent6.3对水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流进行了数值模拟,分析了空泡形态和阻力特性与其结构参数的关系.结果表明:串列双圆柱体与单圆柱体相比,阻力系数降低;后圆柱体所受总阻力减小至几乎为零,前圆柱体承受了几乎全部的阻力;两圆柱体的间距和前端圆柱体的长度只影响超空泡的形成,前端圆柱体直径是影响阻力系数的主要因素.     

超空泡航行体典型弹道特性仿真研究

针对超空泡航行体的弹道及操纵特性进行研究,建立了超空泡航行体在纵平面内的简化运动方程,编制了相应的弹道仿真程序,并对其在90 m/s左右速度区段内的典型弹道特性进行了仿真分析.仿真结果表明,通过对雷顶舵进行典型操舵控制,超空泡航行体可以在无反馈控制的情况下,实现定深直航,以及变航向、变深度等典型弹道机动,可见超空泡航行体的操纵特性良好.     

喷管内雾状气液两相流场计算分析

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,喷管出口处两相速度差异最大;液相出口速度随液滴尺寸减小而增大,气相出口速度随其减小而减小;液相、气相出口速度均随着初始含气率的增大而增大;在超声速流动中,喉部马赫数小于1,喉部面积随初始含气率及液滴尺寸的增大而减小.这将为喷雾发动机性能的研究分析奠定基础.     

压电锥壳结构振动主动控制研究

针对实际工程中所应用的某锥壳模型,利用平面板单元对其进行有限元建模,将分布式压电作动器的影响作为动力学边界条件加入模型当中;试验数据与理论计算结果对比证明该方法能够满足精度要求,此外与通常的层合理论建模方法相比,该方法更加简洁,降低了计算量;利用基于独立模态空间的负速度反馈控制方法对锥壳结构进行了振动主动控制研究,仿真结果可以看出利用少数作动器即可达到理想的控制效果。由于控制器本身比较简单,具有很好的鲁棒性,因此对于实际工程应用具有非常重要的指导意义。     

斜井压裂成功的典型做法

中原油田渗透率低 ,储层埋藏深 ,温度高 ,压裂改造难度大。针对斜井 (井斜≥ 30°)压裂存在早期脱砂的情况 ,开展了相关专题研究。通过近两年的实践探索 ,基本解决了斜井压裂改造的难题 ,施工成功率达 98% ,效果也大幅度提高。文中介绍了中原油田斜井压裂成功的典型做法 ,对其它油田的斜井压裂改造有借鉴作用。     

粉砂在压裂施工中应用效果显著

针对中源油田断块多，地下情况复杂，压裂施工中经常出现过早脱砂，而且油井压裂后初期产量较高，稳产时间短等现象，研究并应用了加粉砂工艺技术，该技术大大提高了压裂施工成功率及有效率，具有广阔的推广应用前景。     

超空泡射弹尾拍运动流固耦合动力学响应研究

基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代法对超空泡射弹尾拍运动过程中的流固耦合响应进行了研究,结构响应仿真采用有限元法、流场仿真采用分相流模型和SST湍流模型,重点比较分析了流固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响,给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律.     

轴线间距对圆柱体低速并联入水空泡演化影响试验研究

为分析圆柱体并联入水过程中入水空泡间相互干扰对于空泡演化特性影响规律,采用基于高速摄像的方法,开展两圆柱体同步并联入水试验研究。通过圆柱体单独入水和双圆柱体并联入水试验对比,分析了圆柱体同步并联入水空泡演化特性与单独入水空泡演化特性的差异,揭示了同步并联入水双空泡演化机理,并进一步给出了入水空泡随轴线间距的变化特性。试验结果表明:并联入水过程中,双空泡形态在空间上呈现出了较好的镜面对称特征;对于深闭合入水空泡,随着两圆柱体轴线间距的增大,空泡在两圆柱体轴线内侧区域的发展程度逐渐提升,且水深较浅处的发展程度提升幅度大于较深处;对于表面闭合入水空泡,随着两圆柱体轴线间距增大,内测区域空泡逐渐趋于饱满,云化现象也逐渐减弱。