喷管温度与应力场的数值研究

为了使喷管能安全可靠的工作,在喷管设计中必须考虑热防护问题从而避免喷管内部的严重烧蚀.文中考虑了喷管的几何特性和热分析过程中的主要因素,建立起轴对称的有限元计算模型,在给定的热边界条件下计算了喉衬组件与扩张段结构的瞬态温度场.在喷管轴对称模型瞬态热分析的基础上研究了轴对称载荷下热-结构耦合场的应力分析.应力场的计算采用以位移为未知变量的有限元法,并考虑了耐烧蚀层材料的物性参数随温度的变化.计算结果与分析表明在材料的交接面处应力较大,喷管各层材料间的膨胀系数差异对应力的影响较大.该研究结果可供火箭发动机喷管设计参考.     

粒子侵蚀对C/C材料烧蚀性能影响研究

为了研究粒子侵蚀对C/C喉衬烧蚀性能的影响,文章首先对烧蚀发动机内流行数值模拟,获取粒子运动轨迹,得到粒子撞击收敛段及喉部的速度、角度和浓度,为粒子侵蚀提供表征参数;同时进行地面小型发动机含铝/无铝对比烧蚀试验。利用扫描电镜和三维微观成像等测量手段进行喉衬微观烧蚀形貌的研究。通过数值模拟和烧蚀试验结果分析:①在小喉径条件下有无粒子侵蚀对C/C材料的烧蚀率影响不大,热化学烧蚀后的纤维单丝比有粒子侵蚀的要尖锐,基体表面上未出现粒子侵蚀的明显痕迹;②粒子以碰撞的模式作用于喷管的收敛段,以磨蚀的模式作用于喷管的喉部及扩张段;且收敛段以粒子侵蚀为主,喉部和扩张段以热化学烧蚀为主。     

硼酸铝晶须增强铝硅基复合材料活塞烧蚀研究

为了研究硼酸铝晶须增强铝硅基复合材料活塞的烧蚀性能,对硼酸铝晶须增强铝硅基复合材料的烧蚀性能进行了测试和分析,并分析了该种复合材料的烧蚀机理和烧蚀模型,同时采用有限元方法对复合材料活塞的烧蚀性能进行了模拟分析。结果表明:硼酸铝晶须增强铝硅基复合材料强度较大、结构密集,烧蚀量很小;材料的烧蚀是气流剥蚀和熔化烧蚀两方面的作用结果;建立的烧蚀模型及计算方法能够较好地完成对活塞的模拟计算。研究结果证明硼酸铝晶须增强铝硅基复合材料在抗烧蚀方面是理想的活塞材料。     

喷管扩张段型面对发动机羽流的影响

为研究喷管扩张段型面对发动机羽流流场气动特性的影响,采用FLUENT计算流体力学软件,对同一条件下不同扩张段型面喷管的管内流场及羽流流场进行了数值模拟,研究了喷管扩张段型面对发动机羽流流场的影响.结果表明,喷管扩张段型面对其出口膨胀波的角度与强弱影响较大,型面线件与喷管效率密切相关,扩张段型面设计使二次曲线可以获得更好的流动特性,有利于提高喷管的工作效率.     

具有消熔表面喷管壁温的有限元计算

固体火箭发动机的喷管与燃气接触的表面常常喷涂一层绝热材料,如氧化铝.在高温燃气的冲刷之下,这涂层往往受到不同程度的烧蚀,因此,该状态下的传热分析属于移动边界传热问题.本文针对这一事实建立了有限元计算模型,并获得了该状态下的喷管壁温以及涂层在不同时刻下的烧蚀厚度与烧蚀速率.     

C／C材料的烧蚀机制分析

本文采用两方程模型分析了C/C材料在再入过程中的烧蚀机制，推导了再入过程中双控制下的烧蚀计算公式，并计算了温度在1200K～3500K范围内C/C材料的烧蚀率分布，从而提出了C/C材料在再入过程中各种控制所适用的统一准则，合理地确定了C/C材料在再入过程中各种控制发生的温度范围，本文提出的分析方法还可以推广到碳基材料喷管的热化学烧蚀计算中。     

扩张角对型面喷管的推力影响数值仿真

为了研究扩张角对型面喷管推力的影响,利用AUTO-CAD建立二维轴对称型面喷管几何模型,通过控制初始段和出口段扩张角的角度获得喷管的型面,利用FLUENT软件对喷管进行了二维粘性流动数值模拟,得到了喷管内流场的速度云图、压力云图、喷管出口的压力、轴向速度变化曲线以及喷管的质量流率,利用推力公式,运用数据处理得到喷管出口参数平均值,求得型面喷管的推力。计算结果表明:在扩张比恒定的条件下,随着喷管初始扩张角的增大,喷管的推力先增大,而后保持不变;随着出口扩张角的增大,喷管的推力逐渐减小。这项研究可为固体火箭或导弹发动机的设计奠定了基础。     

强冲蚀条件下SRM绝热层烧蚀特性实验分析

利用高过载收缩管实验发动机，开展了强冲蚀条件下的绝热层烧蚀特性研究。实验结果表明：颗粒冲蚀区的炭化层厚度明显薄于非冲蚀区，且炭化层抗剪切能力较弱。通过机理分析，认为高浓度颗粒流的强冲蚀对炭化层具有强烈的剥蚀作用。结合数值计算方法，发展了一种利用少量烧蚀实验结果，获取大量烧蚀规律和信息的数据分析方法。建立了实验条件下的高硅氧酚醛材料的烧蚀量和颗粒冲蚀状态之间的函数形式，并给出了颗粒冲蚀状态与烧蚀率之间的经验公式，具有较强的工程实用价值。     

航天飞机碳—碳端头罩的热防护计算方法

本文对航天飞机机头的碳-碳热防护层，在再入的气功加热条件下，采用气动热化学烧蚀模型建立烧蚀方程，采用单元体能量平衡法建立各向异性、变物性材料的瞬态热传导方程，通过坐标变换处理烧蚀移动边界，并从物理平面转换到计算平面中去，然后成功地进行了烧蚀和温度场的耦合求解，计算结果表明了航天飞机机头碳-碳热防护层中的烧蚀和温度分布规律。     

火箭发动机中熔化烧蚀和碳化烧蚀的简化理论应用

本文利用一种简化烧蚀理论对纯熔化烧蚀和碳化型烧蚀进行了计算分析,在对发动机喷管试验中烧蚀情况分析的基础上,提出一个考虑气动剪力引起的机械侵蚀的经验关系式,使理论烧蚀计算更符合实际情况.这种简化烧蚀计算可用于发动机初步设计之中,     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

高师物理专业人才培养与基础教育衔接问题的研究

分析了当前高师物理专业人才培养与基础教育人才需求存在的问题,结合调查情况,提出了高师物理专业在培养目标、课程设置、教学内容、教学方法及实践教学环节方面的改革措施。     

JOURNAL OF BEIJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY TOTAL CONTENTS(Vol.23)

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