微型激波管内部激波特性的数值模拟

为了研究微型激波管内部的不稳定流动和激波运动特性,采用数值模拟的方法对微型激波管内部流动进行分析。对比分析不同隔膜压力比(高压腔与低压腔的初始压力之比)和激波管直径对微型激波管内激波、交接面以及流体运动特性的影响,并与实验数据进行比较。结果表明:随着隔膜压力比的增大,激波和交接面的运动速度逐渐增大;激波在微型激波管内运动时,其强度逐渐减弱;在低压被驱动腔内压强较低时,观察到厚度较大的边界层,这说明低压影响对微型激波管内的激波和流体运动会产生一定的能量损失;激波前后的压力梯度随着激波运动逐渐减小;交接面在微型激波管内运动时,运动速度逐渐增大;参数S值可以反映微型激波管内的低压和小尺寸影响。     

激波诱导火焰变形的数值模拟

在充满氢气空气混合气体的激波管中,对激波诱导火焰变形失稳的过程进行数值模拟.根据计算结果讨论流场中激波结构与火焰形状的变化情况,同时给出激波诱导火焰燃烧转爆轰的形式和发展过程.结果显示:激波与火焰作用过程中存在λ结构和二次激波诱导区域的形成,入射激波马赫数为2.3时形成爆轰.     

弱激波在气液界面上反射特性的实验

本文介绍了在激波管中进行弱运动激波在气液界面上反射的实验。分析了激波在刚壁管和弱壁管中的反射性质,比较了不同液体介质对反射性质的影响。特别是,激波在柔壁管中血液界面上反射的实验为今后进一步研究激波在生物体内传播打下了基础。     

激波吹灰器在燃油燃气锅炉中的应用分析

介绍了惠州炼油分公司两台燃油燃气锅炉所用激波吹灰器的工作原理和激波的形成,并运用数值模拟软件FLUENT分析了激波在管束和炉内的传播方式,从而得出激波吹灰器可有效的应用于锅炉尾部受热面。     

细长双曲线喷管的有激波的跨音速流场的分析

本文将二元及轴对称的细长双曲线喷管内的跨音速流动推广到有激波的情况。设R_T是喷管喉部曲率半径与喉部半高度之比,则利用喷管细长程度的小参数δ=O(R_T~(-1/2)),将激波前的加速流动和激波后的减速流动表示为δ的渐近展开式。为了描述由激波条件确定的流动的奇异性并确定激波的形状,在紧挨激波后的一个区域需要引入内解区。经过适当的匹配后得到了一个组合解。在二元及轴对称的情况下对R_T=10和20进行了数值计算。典型的激波形状表现出了在横截面方向有曲率的反向的变化。     

两种乘波前体/进气道一体化设计与性能研究

建立了由激波面推算波后流场的计算方法,设计了能够产生三道封闭圆锥激波的相交锥模型.以此为基础生成了具有三道封闭激波的乘波前体和具有一道封闭激波两道平面激波的乘波前体对比模型.分别对两种乘波前体与进气道一体化模型进行了全三维流场计算,研究了两模型在不同飞行状态下的气动性能.结果表明三道封闭激波乘波前体模型相比对比模型具有较大的气动性能优势.在进气道进口截面处边界层厚度几乎相等的情况下,流量系数提高了3.4%,总压恢复系数提高了8%,进气道进口截面流场不均匀度降低了8.8%.相比低于设计马赫数和负攻角,两模型在高于设计马赫数和正攻角有较大的封闭激波飞行范围.CFD计算结果表明,对于乘波前体设计马赫数应低于实际飞行马赫数,并且宜采用正攻角飞行.     

基于S7—200PLC的激波吹灰控制系统

介绍了以S7—200PLC为控制核心的激波吹灰系统,描述了激波吹灰的技术及原理、系统的硬件组成,以及在应用过程中进行调试的注意事项。该激波吹灰控制系统可实现手动和自动2种控制方式,能够满足石油化工过程自动化控制的要求。     

低动压标定激波管

为了在激波管中获得适合于低压传感器动态校准用的低阶跃压力信号,从选择合适的低压膜片材料降低运行马赫数和提高激波速度的测量精度等方面入手,在浙大流体力学实验室西Φ90标定激波管上得到了幅值低于0.06kgf/cm~2、精度高于4％的低阶跃压力。通过实际传感器的动态校准,证明该低压标定激波管特性良好。     

修正的 CCW 方法及其应用

本文在前人的基础上，对修正的ＣＣＷ方法给出了简明的数值计算格式，摒弃了Ｗｈｉｔｈａｍ的ＣＣＷ方法中引入的激波强度概念，直接由面积变化函数计算出激波强度来。成功地计算了激波的运动，再现了激波动力学理论预言的现象。解决了未加修正的ＣＣＷ方法所不易解决的问题。     

基于图像处理思想的激波捕捉自适应网格方法

为了平衡激波的捕捉精度和流场计算效率之间的关系,提出基于图像处理思想的激波捕捉自适应网格方法.将流场计算网格与图像像素类比,以较粗的网格覆盖流场全域,在需要较高分辨率的激波区域将网格进行细分;将算法嵌入到流场求解器中,根据流场求解结果自适应地增加网格密度,反复迭代该过程,直至达到所需的网格分辨率.以某型飞机超音速流动为例,对算法进行验证.结果表明,采用该方法能够有效地捕捉到激波附近的流场信息并在激波区域进行加密,提高了激波的辨识度;在加密区和稀疏区之间的过渡区域,该方法生成的网格更光滑,过渡更平缓,能够有效避免畸形区域的产生.     

热处理对氧化镁部分稳定氧化锆电导和抗热震性的影响

本文研究了不同热处理条件下时效处理的氧化镁部分稳定氧化锆的电导、热膨胀和抗震性的变化。利用合理的分级热处理改善和提高了氧化镁部分稳定氧化锆的抗热震性。氧化镁部分稳定氧化锆电导随热处理时间延长而降低与其在热处理过程中的相变有关。分级热处理改变了氧化镁部分稳定氧化锆的热膨胀特性，这是提高氧化镁部分稳定氧化锆抗热震性的主要原因。     

Al2O3抗热震陶瓷的研究进展

为了增进对Al₂O₃抗热震陶瓷发展动态的了解,为Al₂O₃抗热震陶瓷的制备提供设计依据,针对Al₂O₃抗热震陶瓷的常用抗热震性测试方法,Al₂O₃陶瓷微观结构、表面条件、尺寸对抗热震性的影响,利用第二相法提高Al₂O₃陶瓷抗热震性的可行性,以及多孔Al₂O₃抗热震陶瓷的研究进展等方面进行了评述.在Al₂O₃陶瓷中添加ZrO₂、稀土化合物、低热膨胀系数组元或高热导率组元等可以改善Al₂O₃陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、弹性模量等力学性能和(或)热膨胀系数、热导率等热学性能,从而起到提高Al₂O₃陶瓷抗热震性能的作用.叠层Al₂O₃复合抗热震陶瓷将成为今后的一个研究方向.     

活性SiO2对Ca0.85Ba0.15Zr4(PO4)6陶瓷热膨胀异向性的影响

应用湿化学法和低分子有机溶剂分散合成了复合磷酸锆钙钡Ca0.85Ba0.15Zr4(PO4)6(简写CBZP)陶瓷粉体,制备了相应的陶瓷.实验研究了活性SiO2对热膨胀系数及热膨胀异向性的影响,在添加烧结助剂3%ZnO的同时添加1%活性SiO2,可有效地提高CBZP陶瓷的耐热冲击性,作用机理是活性SiO2能够抑制晶粒生长.     

水下爆炸船体结构响应间断伽辽金法数值模拟

为求解水下爆炸强间断流场,采用Level Set方法定位多相流界面位置,应用虚拟流体方法处理邻近界面两侧物理量,并用RKDG方法进行空间和时间的离散,求解流场的Euler方程,并进行一维、二维评价,计算结果能够较好地反映水下爆炸冲击波产生、传播、反射和爆炸产物的膨胀等现象.最后,结合大型非线性有限元软件ABAQUS,模拟了船体板在水下爆炸载荷作用下的变形和响应特征.模拟结果表明,间断迦辽金法能够实现对水下爆炸船体结构响应精确模拟,板架结构响应与爆心距离成反比.     

大型水面舰艇防雷舱结构防护机理数值仿真

为研究大型水面舰艇防雷舱结构的防护机理,运用MSC.Dytran,建立多材料和多耦合面的流固耦合模型,模拟了典型防雷舱结构在水下接触爆炸作用下的变形与破坏,并与试验结果进行对比,验证该方法的正确性.在综合分析防雷舱结构破坏的基本过程、外板对冲击波的响应、第1层空舱和液舱防护机理的基础上,分析了水下接触爆炸时冲击波荷载和气泡膨胀荷载分别对防雷舱结构的作用机理,研究了防雷舱结构对水下接触爆炸的防护机理.结果表明:外板是防护冲击波的主要载体,高速度破片的防护主要依赖防护液舱,而气泡膨胀荷载的防护则需要第1层空舱的舱壁结构整体承担.     

烧结气氛对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织的影响

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性,将具有热导率高、热膨胀系数低的SiC加入到Al₂O₃中,通过无压烧结工艺,在有气氛保护和无气氛保护条件下分别制备出氧化铝基抗热震陶瓷.采用扫描电子显微镜（SEM）对陶瓷进行组织结构分析,结果表明：在气氛保护条件下烧结的 Al₂O₃/SiC〖JP〗复相陶瓷气孔比无气氛条件下烧结的明显减少,复相陶瓷基体内部气孔显著降低.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度,对提高陶瓷的抗热震性具有重要的作用.     

Coupled thermal-mechanical analysis of two ITER-like first wall mockups under heat shock of plasma disruptions

The first wall of the fusion reactor is a plasma-facing component and is a key link to maintain the integrity of structure during thermal shock induced by plasma disruptions. Be and W/Cu functionally graded materials are two kinds of important plasma-facing materials(PFM) of first wall in fusion reactor currently. Previous researches seldom comparatively evaluated the normal servicing and heat shock resistance performance of first walls with those two kinds of PFMs. And also there lacks coupled thermal/mechanical analysis on the heat shock process in consideration of multiple thermal/mechanical phenomena, such as material melting, solidification, evaporation, etc., which is significant to further understand the heat shock damage mechanism of the first wall with different PFMs. With the aim of learning more detailed mechanical mechanism of thermal shock damage and then improving the thermal shock resistance performance of different first wall designs, the coupled thermal/mechanical response of two typical ITER-like first walls with PFM of Be and functionally graded W-Cu respectively under the heat shock of 1–2 GW/m~2 are computed by the finite element method. Special considerations of elastic-plastic deformation, material melting, and solidification are included in numerical models and methods. The mechanical response behaviors of different structures and materials under the normal servicing operation as well as plasma disruption conditions are analyzed and investigated comparatively. The results reveal that heat is mainly deposited on the PFM layer in the high energy shock pulse induced by plasma disruptions, resulting in complex thermal stress change as well as mechanical irreversible damage of thermal elastic and plastic expansion, contraction and yielding. Compared with the first wall with Be PFM, which mitigates the damages from heat shock at most only in the PFM layer with cost of whole PFM layer plastic yielding, the first wall with graded W-Cu PFM is demonstrated to be possessed both of higher heat shock resistance performance and normal servicing performance, provided its material gradient and cooling capacity are well optimized under practical loading conditions.     

Supersonic flow imaging via nanoparticles

Due to influence of compressibility, shock wave, instabilities, and turbulence on supersonic flows, current flow visualization and imaging techniques encounter some problems in high spatiotemporal resolution and high signal-to-noise ratio (SNR) measurements. Therefore, nanoparticle based planar laser scattering method (NPLS) is developed here. The nanoparticles are used as tracer, and pulse planar laser is used as light source in NPLS; by recording images of particles in flow field with CCD, high spatiotemporal resolution supersonic flow imaging is realized. The flow-following ability of nanoparticles in supersonic flows is studied according to multiphase flow theory and calibrating experiment of oblique shock wave. The laser scattering characteristics of nanoparticles are analyzed with light scattering theory. The results of theoretical and experimental studies show that the dynamic behavior and light scattering characteristics of nanoparticles highly enhance the spatiotemporal resolution and SNR of NPLS, with which the flow field involving shock wave, expansion, Mach disk, boundary layer, sliding-line, and mixing layer can be imaged clearly at high spatiotemporal resolution.     

Li2O-Al2O3-SiO2系统低膨胀微晶玻璃性能研究

Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃是一种具有耐高温、耐热冲击、热膨胀系数低等性能的新型玻璃材料,受到科研人员的广泛关注.通过改变Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃的基础配方以及热处理制度,制备了具有较低热膨胀系数的Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃.结合运用差热热重、X射线衍射、扫描电镜等测试分析方法,研究性能与其组分、微观结构和热处理制度之间的相互联系.结果表明:通过对热处理制度的调整,促进了玻璃的析晶过程,核化温度和晶化温度有所降低.玻璃析出的主晶相为LiXAlXSi1-XO2,最低热膨胀系数达到25.365×10-7℃-1.     

管道压力脉动的镇定方法探讨

管道压力脉动的镇定方法有二,一是减弱扰动源的扰动强度,包括削弱液压管道进口、出口的脉动源。另一是使用压力脉动消减器,如末端封闭的支管、膨胀室、气室、亥姆霍兹共振器、蓄能器……等。本文将各种消减器的功效进行了理论分析和比较,得出切实可行的结论。