爆炸冲击波载荷下预制孔铝板的动态响应

为研究爆炸冲击波对破片穿孔后板结构的毁伤效应,使用激波管为冲击波加载设备,对不同孔形的预制孔铝板进行冲击波加载.利用三维数字图像相关(3 D-DIC)技术,分析固支预制孔方形铝板在冲击波加载条件下的动态响应,得到预制孔铝板的动态响应和变形失效过程.结合3 D-DIC结果分析孔形对靶板刚度、破坏形式、承载能力的影响.结果表明:圆形孔靶板刚度最大,圆形孔靶板的极限承载能力最大,菱形孔靶板极限承载能力最差;孔形对撕裂破坏的影响主要体现在孔的角点在靶板分布上.该实验结果对固支板结构的抗爆设计具有一定参考价值.     

装药壳体厚度对水激波管内压力波形的影响研究

为提高水下爆炸时水激波管对压力校准的精度,在原有的设计基础上,针对压力源起爆装置,探讨了装药壳体厚度对水激波管内爆炸产生的冲击波压力的影响;利用AUTODYN-2D软件,对壳体厚度分别为0.5、1.5、2.5、3.5和5.0mm下的小当量TNT装药起爆进行数值模拟,获得了不同壳体厚度下水激波管内多个距离处的压力时程曲线;将点火头起爆装置改为雷管起爆装置进行试验,对数值模拟进行验证。结果表明,壳体越厚,其对冲击波在水激波管内的约束作用越明显;相同的传播距离下,壳体越厚,冲击波压力峰值越小,脉宽越大;在端盖处,当填装比为2(壳厚为5mm)时,其压力峰值可达等条件下裸药的0.42倍;试验结果证明了模拟结果的准确性以及设计的起爆装置的可行性。     

真空管道列车准一维气动特性

采用理论分析和准一维数值模拟方法，对管道列车宏观流动和气动特性进行研究。研究表明，列车匀速运动可以产生亚声速通流、壅塞和超声速通流三种典型模态。其中，壅塞模态一般伴随以列车前驱激波和后方二次激波为特征的复杂流动。依据二次激波相对列车的位置，壅塞模态可细分为二次激波驻定和二次激波脱离两个区间。列车所受气动阻力随所处流动模态表现出不同的特征。当运行速度小于亚声速壅塞极限或者超过超声速壅塞极限时，流动处于通流模态，阻力较小；当运行速度介于亚声速壅塞极限与二次激波驻定极限之间时，阻力随列车速度快速增长；当运行速度介于二次激波驻定极限与超声速壅塞极限之间时，气动阻力增长趋缓。气动阻力系数在二次激波驻定极限处达到峰值。管壁的摩擦与传热会极大地削弱壅塞模态下的前驱激波和二次激波，但对壅塞极限和气动阻力的变化趋势影响不大。列车的加速过程可对超声速运行阶段流动模态的选择产生很大影响。减小加速度倾向于延缓由壅塞模态向低阻通流模态的转变。数值结果显示模态转变由列车在加速过程中追赶上前驱激波而触发。     

振荡管内入射激波衰减及其对冷效应的影响

在膨胀比ε 2～6、振荡管长径比L/d 87～737、射流激励频率f 10～240 Hz范围内,探讨了振荡管内入射激波衰减规律及其对压力波制冷机内流动及性能的影响。结果表明：入射激波相对强度Δp_x/Δp₀随着管长相对位置x/L增大而不断减小,入射激波衰减与管内气体黏性力和摩擦力作用、激波对管内气体增压增温作用以及与反射激波发生透射和反射作用有关;振荡管越短,管内入射激波相对强度降低越少,封闭端所产生的反射激波也越强,制冷机的最大制冷效率η_max会逐渐降低;增大管长会降低压力波制冷机的制冷效率波动幅度,有利于改善压力波制冷机变工况性能。基于量纲分析和实验数据得到了入射激波相对强度衰减公式,计算结果与实验数据吻合较好,最大误差为5.70%。     

空气型同频干涉激波清灰技术在锅炉上的应用

余热锅炉积灰结渣普遍存在,对锅炉运行工况造成多重影响:①积灰结渣使烟气偏流,管壁磨损变薄,爆管频发造成计划外停炉;②蒸发量降低,排烟温度升高,热能浪费严重;③过热蒸汽温度偏低,使发电机组运行受到威胁,发电效率低下. 为此,人们研制使用了机械振打、爆燃脉冲/空气炮、声波等除灰设备,但使用中存在如下功能上的限制和副作用:     

激波驱动稠密固体相微米颗粒群加速性能的实验研究

设计水平激波管-加速直管段-装载室-尾喷嘴组合装置,利用动态压力测量和高速摄影技术,实验研究了不同尾喷嘴类型、颗粒直径、马赫数和装载比下伴随激波和微米级稠密固体颗粒相的气固两相流现象和颗粒加速规律。得出:(1稠密颗粒相时,喷嘴类型对颗粒群加速效果排序可能为扩张型收缩型缩放型,与稀颗粒相情形不同,必须考虑激波衰减、颗粒团聚、壁面摩擦和颗粒拥堵的影响;2直径越大,颗粒加速效果越好,不能以单颗粒直径估计曳力大小,须考虑颗粒团聚的影响;3激波马赫数越大,颗粒群加速效果越好;4颗粒装载比较小时,颗粒群在收缩喷嘴内的加速效果较好,但装载比达到一定程度后,其进一步增大影响不大。     

高压柴油射流激波特性影响研究

针对高压柴油射流诱导激波开展了研究,通过采用纹影法对不同环境气体介质、激波态喷雾宏观特性、不同环境密度对激波的影响进行研究。结果表明:喷射压力为60 MPa的情况下,当环境介质气体为N2时,并未出现激波现象,而当环境介质更换为SF6时,出现了较明显的激波现象。当喷射压力提高至120 MPa时,2种气体介质中均出现了激波现象。喷雾宏观特性在产生激波后以及激波脱离喷雾体后均没有出现明显的变化,这可能表明即使激波可能导致环境气体速度和压力的变化,但其对喷雾发展的影响并不显著。环境密度对喷雾前端速度最大值、激波的类型以及激波与喷雾体分离时刻有显著的影响。     

分体滑动导叶可调涡轮激波与载荷波动机制

针对某柴油机用可调涡轮在低速工况下的低效强激波特征，提出并设计了一种分体滑动导叶，并在10%、40%和100% 3个典型开度下进行了定常/非定常数值计算。结果表明：分体滑动导叶在小开度下可实现对间隙泄漏流动的有效抑制，大幅度提高涡轮效率；在10%开度下，分体滑动导叶提高了涡轮10%的峰值效率，同时涡轮效率在40%和全开工况下也有不同程度的提高。此外，通过合理设计转静间距，分体滑动导叶尾缘激波被大幅度削弱。导叶间隙泄漏流和尾缘激波的抑制可有效弱化转子定子干涉强度，降低下游转子叶片表面载荷波动幅值，提高转子叶片的可靠性。     

摆线凸轮外激波摆杆活齿传动齿形设计

为实现外激波摆杆活齿减速器高传动比、重载的稳定传动,采用三阶导数连续、无刚性柔性冲击的摆线作为外激波凸轮的齿形曲线。建立复直角坐标系,采用复数矢量法设计基激波凸轮齿形,基于转速变换原理和包络理论,推导了中心轮理论及实际齿形方程。分析齿形曲率半径,制定中心轮避免齿形等距干涉的设计条件。分析了传动压力角的变化规律。