推力室氢喷嘴尺寸特性对喷嘴出口流量的影响

针对某型号氢氧发动机推力室氢喷嘴尺寸特性对喷嘴出口流量的影响进行了研究,采用三维数值模拟的方法,研究了模拟氧喷嘴直径、氢喷嘴内孔直径、径向孔直径、下排径向孔距出口距离和两排径向孔间距5个因子对喷嘴出口流量的影响.研究结果表明:当氢喷嘴径向孔入口压力为1MPa时,模拟氧喷嘴直径增大喷嘴出口流量逐步减小,氢喷嘴内孔直径增大喷嘴出口流量增大,径向孔直径增大喷嘴出口流量增大,下排径向孔距出口距离增大喷嘴出口流量减小,两排径向孔间距增大喷嘴出口流量减小.其次,采用响应曲面设计方法,通过数值模拟结合试验建立了模拟氧喷嘴直径、氢喷嘴内孔直径和径向孔直径三因子与出口流量的多元回归仿真数学模型.再次,将流量试验与仿真数学模型计算结果进行相关性分析,两者呈正相关关系.最后,对仿真数学模型进行修正获取氢喷嘴尺寸与流量数学模型.     

大推力液氧煤油补燃发动机高频燃烧不稳定性的控制方法

针对大推力液氧煤油补燃发动机高频燃烧不稳定性问题,讨论了气液同轴式喷嘴、隔板和整流栅等主要控制方法及其控制机理.对喷注单元和隔板进行了声学实验,获得了气喷嘴长度、节流直径以及隔板高度、间隙等结构参数对燃烧室声学特性的影响规律.研究表明,合理设计气液喷嘴和隔板可有效控制高频燃烧不稳定性;对未来重型运载大推力补燃火箭发动机...     

两种高聚物粘结炸药的声学特性研究

应用数学超声检测仪研究了ＪＯＢ－９００３和ＪＯ－９１５９两种高聚物粘结炸药的声学特性,确定了超声检测频率、密度、厚度与炸药的超声特性参数的关系,讨论了炸药内部质量特别是裂纹和疏松对炸药声学特性的影响。     

HMX基混合炸药的声学特性研究

应用数学超声检测仪研究了质量分数分别为87％和95％的两种HMX基混合炸药的声学特性,确定出超声检测频率与炸药的超声特性参数、炸药密度与超声声速及其增益值以及炸药厚度与超声增益的实验关系,讨论了炸药内部质量特别是裂纹和疏松对炸药声学特性的影响。研究HMX基混合炸药的声学特性将为其内部质量的超声评估提供直接的依据。     

新型外混式气动喷嘴的雾化性能

气动喷嘴是一种广泛应用于液体燃料燃烧室的燃油雾化装置,具有雾化效果好、供油系统简单等优点.设计了一种新型外混式气动喷嘴,对其雾化性能进行了实验研究.实验研究主要分析空气压力、液体压力及测量位置不同时,新型外混式气动喷嘴喷雾的SMD、平均轴向速度、平均径向速度、液滴通量等特性参数沿喷嘴径向的分布情况.试验结果表明,所设计的喷嘴具有良好的雾化效果.     

旋转多段连接通道换热特性数值模拟研究

为深入了解旋转作用力对涡轮叶片多段连接通道换热特征的影响,采用三维数值模拟方法研究了多段连接内通道模型的流动换热。选取通道入口雷诺数为17 000、旋转数范围为0~0.09, 多段连接通道3个出口的质量流量比例为25%、50%、25%,旋转半径与水力直径之比的范围为0~69.6,研究了旋转数、旋转半径对各段通道带肋壁面换热分布的影响。结果表明：旋转附加力造成径向出流通道沿程压力系数逐渐增大,径向入流通道的沿程压力系数迅速减小;径向出流通道后缘面的换热系数随旋转数增加而增大,径向入流通道后缘面的换热系数随旋转数增加而稍有减小,旋转作用对前缘面换热的影响情况与后缘面的情况相反;前、后缘面的换热系数沿流向均随旋转半径与水力直径比的增加稍有增大,换热增大幅度较小。     

含碳颗粒凝胶推进剂模拟液雾化研究（英）

制备了含质量分数5%平均粒径5 μm的碳颗粒的凝胶推进剂模拟液并研究了其雾化特性。测量了模拟液的流变特性,在射流速度10~22 m·s^-1、撞击角60°~90°、喷嘴直径0.5~1.5 mm及喷嘴长径比3.5~8条件下进行了雾化实验,利用线性稳定理论研究了其液膜破碎特性。结果表明,碳颗粒的添加导致凝胶模拟液的稠度系数增大、流动指数减小;在本文实验范围内,模拟液只能雾化形成液丝及大尺寸液滴,雾化效果随着射流速度、撞击角度的增加而改善,喷嘴长径比及喷嘴直径变化对雾化模式的影响很小;理论预测的液膜破碎长度与实验值之间存在14.9%~24%的误差,但线性稳定理论预测的液膜破碎长度变化趋势与实验吻合良好。     

氢喷前温度递降对液氧/气氢燃烧特性的影响

为了研究氢喷前温度对液氧/气氢同轴直流式喷嘴燃烧特性的影响,分别通过单喷嘴热试验和缩比喷注器热试验两种途径,对氢氧发动机推力室用大流量喷嘴进行了氢喷前温度递降试验.其中单喷嘴热试验中氢喷前温度范围90～230 K,在温度递降过程中未发生不稳定燃烧.缩比喷注器热试验中氢喷前温度范围65～145 K,在温度递降到70 K时激发了不稳定燃烧.研究表明:液氧/气氢同轴直流式喷嘴燃烧存在一个稳定工作氢温的下限,如果在低于该下限的温度下工作,则将激励燃烧不稳定性.所选用的大流量喷嘴具有一定的燃烧稳定性裕度,氢喷前温度递降试验可以作为氢氧发动机燃烧稳定性评定的一套可行方法.     

含碳颗粒凝胶推进剂模拟液雾化研究（英文）

制备了含质量分数5%平均粒径5μm的碳颗粒的凝胶推进剂模拟液并研究了其雾化特性。测量了模拟液的流变特性,在射流速度10~22 m·s~(-1)、撞击角60°~90°、喷嘴直径0.5~1.5 mm及喷嘴长径比3.5~8条件下进行了雾化实验,利用线性稳定理论研究了其液膜破碎特性。结果表明,碳颗粒的添加导致凝胶模拟液的稠度系数增大、流动指数减小;在本文实验范围内,模拟液只能雾化形成液丝及大尺寸液滴,雾化效果随着射流速度、撞击角度的增加而改善,喷嘴长径比及喷嘴直径变化对雾化模式的影响很小;理论预测的液膜破碎长度与实验值之间存在14.9%~24%的误差,但线性稳定理论预测的液膜破碎长度变化趋势与实验吻合良好。     

尾流中双气泡声学特性的有限元分析

舰船尾流的声学特性是尾流的主要特性之一,而气泡是形成尾流声学特性的主要原因。通过对尾流单个气泡的主动声学特性分析,建立了气泡的弹性球壳主动声反射/散射特性模型。结合对不同半径气泡声学特性及气泡在尾流中分布的分析,建立了双气泡的结构模型。通过有限元分析模型在周期载荷作用下位移随频率的变化,得到气泡的谐振频率,计算双气泡在主动入射声源作用下的场点分布,得到双气泡的主动声反射/散射特性。     

侧喷管脉冲发动机内流场数值模拟

为研究侧喷管脉冲发动机的性能,运用流体计算软件对作为制导弹药推力矢量控制系统执行结构的侧喷管脉冲发动机内的三维流场进行数值模拟,分析了偏心段偏心距离、喷管至偏心段距离、偏心段长度对发动机流场结构和发动机性能参数的影响。研究结果表明:随着脉冲发动机偏心段向上移动,其径向推力减小,推力中心由喷管中心内侧向外侧移动; 随着喷管至偏心段距离的增加,径向推力先增大、后减小,推力中心发生阶跃性的变化; 受发动机结构的限制,偏心段长度对发动机性能的影响较小; 采用的数值模拟方法可以用于侧喷脉冲发动机流场及性能预示计算。     

基于环形喷管的脉冲爆轰发动机爆轰声波声学特性

喷管结构对爆轰发动机性能和爆轰声波声学特性具有重要的影响。为探究环形喷管作用下脉冲爆轰声波的声学特性,基于脉冲爆轰发动机搭建了自由空间内爆轰声波实验系统,针对环形喷管作用下爆轰声波时频域特性、声场指向性和持续时间等声学特性进行实验研究。结果表明：在该实验条件下,环形喷管改变了爆轰声波的能量分布,对爆轰声波的声学特性有重要的影响;环形喷管作用下的爆轰声波在0°方向的上升沿持续时间最长;90°方向上峰值声压最高,衰减速度最快,衰减幅度最大;爆轰声波呈现出明显的90°方向凸出的指向性;爆轰强声的A持续时间随着传播角度的增大而逐渐减小。     

柴油机喷油器喷孔积碳对喷雾影响研究

在定容弹中进行了柴油机喷油器冷态喷雾特性试验,对比分析了积碳喷油器和新喷油器在不同喷射条件下的喷雾贯穿距和喷雾锥角。试验结果表明：喷油器喷孔积碳后,喷雾贯穿距和喷雾锥角减小,喷射初期差距较大,喷射后期差距缩小;喷射压力越大,喷雾贯穿距和喷雾锥角下降越明显。利用光学显微镜观察喷孔出口积碳发现,喷孔出口积碳分布在喷孔外沿,改变了原有的出口结构。利用流体体积方法,对喷孔内部流动进行数值仿真计算,分析了孔内积碳、出口积碳以及喷孔增长对喷孔内部流动的影响。计算结果表明：孔内积碳、出口积碳、喷孔增长导致喷孔内部空化效应减弱,出口质量流量、速度、湍动能下降,油束雾化质量变差,出口积碳影响作用更大。     

浅海水声信道中重复累积码性能研究

针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-Accumulate针对浅海水声信道的强多途、长时延、严重衰落等特点,需采用性能好、能够实现线性编译码便于实时处理的信道纠错码技术以提高水声通信系统可靠性的问题,提出重复累积(Repeat-AccumulateRA)码作为浅海水声信道的纠错码方案。建立RA码在浅海水声信道中的仿真模型,比较其在不同浅海水声信道模型下的性能,通过水池数据传输实验研究编译码参数对RA码性能的影响,并以水下图像传输实验进一步验证该编码方案。仿真和实验结果表明：RA码在浅海水声通信系统中具有较强的纠错能力,选择合适的参数会进一步提高编码增益。与Turbo码和LDPC码的编译码复杂度对比,RA码能够实现线性时间编译码,算法复杂度低,硬件实现简单,在水声通信中具有非常好的应用前景。     

拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量方法

拉瓦尔喷管喉径尺寸要求严格,现有成熟的深孔测量方法无法直接应用于拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量。在分析拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的孔口流动模型基础上,提出了基于芯型测头塞规法的拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量方法,分析了芯型测头塞规尺寸与孔口流动模型及其相对灵敏度的关系。优选了短孔模型作为拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的基本模型,确定了当量直径液力测量参数,研制了当量直径液力测量原型装置。在该装置上进行了测量试验,分析了芯型测头塞规直径和测量压差对喉部区域过流流量的影响。最终的重复性试验结果表明,该方法的测量重复性误差为±0.001 8 mm,能够满足拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量需要。     

RLPG环形喷嘴雾化特性的实验研究

应用激光衍射瞬变喷雾场测量系统，进行了ＲＬＰＧ环形喷嘴雾化特性的实验研究，实验表明：（１）ＤＭ随时间增加呈山岭谷型分布，贮液室压力随时间增加呈山峰型分布，二者比较反映了环形喷嘴喷射压降对雾化质量的影响；（２）ＤＳＭ随轴向距离增大而增大，喷雾场前沿多为大液滴。     

采用主分量分析的非合作水声通信信号调制识别

由于信道传输特性、信噪比低等因素的影响,非合作水声通信信号的调制识别极具挑战性。对信号功率谱、平方谱进行主分量分析,提取代表不同类型调制信号特有信息的主分量作为特征参数,从而降低特征参数维度、抑制噪声影响,并在此基础上设计一种基于人工神经网络的水声通信信号调制方式分类器。海上实录信号数据的识别实验结果表明了该方法的有效性。     

锥形多股火药燃气射流与液体工质相互作用的实验研究

为了解水下枪械的发射机理,设计了锥形多股火药燃气射流与水相互作用的模拟实验装置,借助高速摄像机研究了不同喷射压力、不同喷孔直径对多股燃气射流扩展特性的影响。实验结果表明:喷射压力增大,燃气射流的扩展速度增大,扩展过程中湍流不稳定性增强,气液卷吸程度加剧;喷射压力从10.8 MPa提高到28.8 MPa,中心射流的扩展速度增大28%,侧孔射流的扩展速度增大40%;中心喷孔直径由2 mm增大到3 mm,中心射流的扩展速度增大29%,侧孔射流的扩展速度增大26%,但射流的速度下降趋势更明显,而侧面喷孔直径的变化对射流扩展速度影响较小。     

面向水下滑翔机平台的耐压复合同振式矢量水听器

针对水下声学滑翔机样机研制对小尺寸、耐压复合同振式矢量水听器的迫切需求,设计面向水下滑翔机平台的耐压复合同振式矢量水听器。根据矢量水听器工作原理,对其声压通道和矢量通道进行声学设计;仿真分析压电陶瓷元件和薄壁铝合金壳体耐压特性,完成矢量水听器整体结构设计与制作;进行矢量水听器耐压能力及电声参数测试,将该水听器集成应用于水下声学滑翔机。在南海某海域开展海上试验,采集100~3 000 Hz范围内水下声场信息,给出不同频点噪声级随时间的变化曲线,且得到了水面航船经过时不同频点的噪声级变化。结果表明,矢量水听器在1 200 m深处可靠工作,设计的矢量水听器满足水下声学滑翔机样机研制应用需求。