离心喷嘴内部流动与液膜初级破碎的耦合模拟

了更准确地预测喷射特性,揭示喷嘴结构对雾化过程的影响,采用VOF多相流模型和大涡模拟湍流模型对航空发动机离心喷嘴内部流动和液膜破碎过程进行了耦合的CFD模拟,捕获了清晰的气液相界面以及油膜的不稳定波和初级破碎现象.模拟结果表明：供油流量增大时油膜的破碎形态由波浪式破碎和轮缘破碎变成穿孔式破碎,这主要是由于喷嘴结构造成的周向扰动对液膜破碎过程产生了较大影响、使液膜破碎长度缩短的缘故.数值计算的喷雾锥角和油膜破碎长度分别与实验测量值和半经验公式计算值符合良好.     

蜂窝式通风器中油滴运动与分离效率计算

为研究转速、空气流量、蜂窝孔长度、对边距及空气温度对蜂窝式轴心通风器油气分离性能的影响,建立了基于质点运动学的蜂窝孔内滑油颗粒运动方程,采用龙格-库塔法求解得到颗粒运动轨迹,结合蜂窝结构几何特点给出颗粒分离判据,在给定颗粒直径分布的条件下求得蜂窝孔的分离效率,分析了各项参数对蜂窝孔分离效率的影响,并给出了分离效率与各参数之间拟合关系式。结果表明：孔长和对边距一定时,分离效率随着转速提高和通风流量减小而增加;转速和流量一定时,增大蜂窝孔长度和减小对边距均使分离效率提高;降低空气温度使分离效率提高,但影响微弱。     

纳米通道内传热过程的分子动力学研究

对纳米尺度通道内的热量传递过程进行三维非平衡分子动力学模拟,引入嵌入式原子方法模拟固壁原子之间的相互作用势能,利用Green-Kubo公式计算导热系数和热流量。结果表明,由于固壁原子的强烈吸引作用使通道内的流体分子不再均匀变化,紧靠固壁表面的液体原子形成了相对稳定的"准固体"结构。纳米尺度下,粘性摩擦加热的效果相当明显。     

航空滑油过滤器的数值模拟及其特性研究

采用计算流体力学（ＣＦＤ） 的方法建立网式航空滑油滤的数学模型。利用多孔介质模型来模拟滤网的阻力 效应,用多孔阶跃面代替滤网来模拟滤网的压降;应用离散相模型模拟过滤效率,在多孔阶跃面上应用用户自定义函数 （ＵＤＦ） 对颗粒进行捕集,对该模型进行计算,得到过滤器的三维内部流场分布及其压力损失和过滤效率与润滑油进口 速度的关系,为航空滑油滤的优化设计提供了参考。     

航空润滑油过滤器特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)的方法建立网式航空滑油滤的数学模型。利用多孔介质模型来模拟滤网的阻力效应,用多孔阶跃面代替滤网来模拟滤网的压降;应用离散相模型模拟过滤效率,在多孔阶跃面上应用用户自定义函数(UDF)对颗粒进行捕集,对该模型进行计算,得到过滤器的三维内部流场分布及其压力损失和过滤效率与润滑油进口速度的关系,为航空滑油滤的优化设计提供了参考。     

喷管安装偏差对叶栅试验器风洞出口流场均匀性影响分析

通过数值模拟的方法,研究了某叶栅风洞喷管有横向偏差时,叶栅试验器空风洞的端壁边界层、栅前流场均匀性。得到偏差对叶栅出口流场均匀性的影响情况。     

空气循环制冷与除湿装置研究

为满足某特种电子设备强制通风冷却的要求,提出了一种空气循环制冷与除湿方案,进行了热力分析、计算、装置试制和试验,结果证明:计算正确,结构布置合理,各部件性能参数匹配,方案可行。     

环下润滑结构中非圆柱液流在横向气流中脱落现象分析

为分析靠圆柱孔一侧射出的弓形截面非圆柱液流在横向气流中的脱落现象，使用CLSVOF（Couple Level Set VOF）多相流模型与大涡模拟（LES）模型相结合的方法，对非圆柱液流的脱落过程进行数值模拟。结果表明：非圆柱液流在横向气流中的脱落现象是由迎风面上气液密度差产生的Rayleigh-Taylor（R-T）不稳定性和液流边缘气液速度差产生的Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性共同形成的表面波引起的，同时液流边缘外侧产生的连续漩涡也促进了液流的脱落；横向气流速度增加时，由于表面波增强液流的脱落量增大，横向气流方向改变时由于迎风面上的表面波现象减弱脱落量降低，说明了迎风面上形成的不稳定性表面波是引起液流脱落的主要因素。     

低速风洞非定常风特性模型及验证

位于大气边界层中的建筑结构受到非定常的风速影响会导致其结构破坏。为研究该现象,在风洞实验室中恰当地模拟大气边界层环境,不但要实现稳定风速的模拟,而且变动风速也要满足一定要求,即是阵风谱(Gust spectrum)的模拟。旨在通过分析影响风洞实验段风速的因素,采用改变动力段对电机输入的功率来实现要求的阵风谱,并在实际风洞中进行验证。结合流体力学原理,通过对空气以及动力系统进行分析来建立守恒方程,应用Matlab软件进行数值计算。模拟出在风速达到稳定后,输入正弦电压得到实验段的风速。模拟结果表明,在实验段风速呈现正弦曲线,经快速傅里叶分析与电压频率一致。经试验验证后与模拟结果吻合,振幅与风洞对应输入功率所标定的风速一致,故可用该方法模拟产生规定阵风谱下的非定常风。