燃气舵表面 ZrO 2涂层热结构耦合分析

基于流体计算软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS对燃气舵表面ZrO2涂层进行了热结构耦合的分析,主要对不同厚度（0.5 mm,1.0 mm和1.5 mm） ZrO2涂层表面的瞬态温度及其引起的相变和热应力进行了研究。结果表明,ZrO2涂层的厚度增加后应力值增大导致超过其屈服强度以及ZrO2涂层温度达到相变温度引发相变是其失效的主要原因;燃气舵的失效与ZrO2涂层的失效密切相关。计算结果对探究“消熔舵”技术中ZrO2涂层及燃气舵的失效行为有一定的指导意义。     

基于正交实验与回归分析的机载共形天线吸波涂层厚度预测

吸波涂层的喷涂厚度对共形天线吸波性能有直接影响。基于正交实验设计方法设计25组不 同的喷涂工艺参数水平组合,并完成吸波涂层喷涂实验,获取相应的吸波涂层厚度数据。对吸波涂层厚度数据进行极差分析、方差分析和非线性回归分析,建立吸波涂层厚度预测回归模型。结果表明：喷涂工艺参数对吸波涂层厚度的影响按由大到小次序排序,依次为喷涂速度>步进距离>喷涂距离>涂料黏度>喷涂角度>喷枪气压;喷涂速度对吸波涂层厚度具有显著影响;吸波涂层厚度预测回归模型可准确表征吸波涂层厚度与喷涂速度、涂料黏度、喷涂距离和步进距离4个喷涂工艺参数间的定量关系。     

带燃气舵的固体火箭发动机尾流仿真

燃气舵的扰动使得固体火箭发动机高度欠膨胀的尾流场显得更加复杂。文中采用数值仿真计算的方法对比研究了不同高度下相同自由来流马赫数时的带燃气舵发动机尾流场的特性。得到存在燃气舵扰动时固体火箭发动机高度欠膨胀尾流场的轴向截面呈十字状;并且随着高度的增加尾流场膨胀程度增加,温度边界向外扩展;同时得到尾流场的长度约为200倍的发动机喷管出口直径。     

钨渗铜燃气舵化学烧蚀计算

固体火箭发动机燃气舵的烧蚀主要包括 Al2 O3颗粒冲刷、化学烧蚀,采用商业软件 FLUENT 对某型号的固体火箭发动机尾流场和钨渗铜燃气舵的流场进行模拟,通过气固双向耦合计算稳态和瞬态的燃气舵的内部温度场分布和变化过程;编写插入 UDF 函数计算燃气舵与高温气流发生反应造成的化学烧蚀,计算燃气舵的化学烧蚀量。     

阶梯型发射管内燃气流场的正格式数值模拟

为研究阶梯型发射管内燃气流场特性,将2维守恒方程的正格式方法发展到轴对称Euler方程组的求解,并对阶梯型发射管内燃气流场进行了数值计算,给出了发射管内流场的流动图形及发射管中心线和管壁的压力分布,分析了管内复杂波系结构的变化趋势.验证算例结果与实验照片反映的流动特征及已有数值格式的计算结果吻合较好,表明推广是有效的.该方法能够较好地捕捉到包括射流边界、相交激波、马赫盘、三波点和二次流等阶梯型发射管内流场波系结构,计算结果在发射管轴线反射点附近的分辨率较高;数值解具有较大的梯度变化,表明该方法对激波具有较强的捕捉能力.     

燃气舵气动特性的机理分析

运用工程算法对燃气舵的气动外形进行设计,借助数值模拟方法并采用结构网格和边界层处理技术对已设计的燃气舵进行了单舵片的三维纯气相、无粘、层流绕流情况进行仿真。得到了燃气舵在不同舵偏角下的绕流情况和特点,模拟了燃气舵表面的压力分布,绘制了舵片在不同舵偏角下受到的阻力与升力随时间的变化曲线,给出了压心位置与铰链力矩的变化情况,并对计算结果进行分析。     

多面体网格在推力矢量燃气舵气动特性计算中的应用

为考察多面体网格在燃气舵气动特性计算中的有效性,将多面体网格技术应用于推力矢量燃气舵的流场仿真计算中。计算了由多面体网格建立多个三维模型的气动特性,包括燃气舵单舵在不同舵偏角下的气动特性,以及4片舵片同时存在时的气动特性。将由多面体网格计算得到的气动数据与四面体网格计算得到的气动数据进行对比,结果表明,虽然由四面体网格转换得到的多面体网格对燃气舵周围的激波捕捉能力略逊色于四面体网格,但却能够大幅度减少网格数量,能用更少的网格数量、更少的计算机内存和更短的计算时长得到几近相同精度的计算结果。     

双燃烧室冲压发动机富油燃气超声速燃烧数值模拟

文中对双燃烧室冲压发动机主燃室中富油燃气超声速燃烧进行了数值模拟。在模拟飞行马赫数6情况下,研究了亚燃室出口燃气马赫数、压力及燃气与超燃进气道出口热空气的压力匹配程度等多种因素对流场的影响。结果表明．保持热空气马赫数不变,燃气马赫数越低。混合层增长越快;燃烧促进了混合层增长,燃气马赫数较高时．燃烧对混合层增长的促进作用受到抑制;来流压力不匹配程度越大,流场波系越强．混合层和激波相互作用后偏折越厉害;燃气／空气压力比小于1时,混合层和燃烧释热区均有所增大。     

喷管对水下爆轰燃气射流过程影响的数值模拟

为了探究不同喷管构型对水下爆轰燃气射流形态与激波传播过程的影响,基于VOF多相流模型,通过求解二维非稳态雷诺时均Navier-Stokes方程分别对无喷管、加装扩张喷管、收敛喷管的爆轰管水下爆轰过程的内外流场进行二维轴对称数值模拟。研究了喷管构型对水下爆轰过程中形成的透射与反射激波的传播特性、爆轰燃气射流形态演化规律等流场特性的影响。计算结果表明:扩张喷管可以加强向下游传播的透射激波沿轴线方向的指向性,而收敛喷管会减弱透射激波的强度,增强向上游传播的反射激波强度。爆轰燃气泡初期轴向和径向发展速度均随着时间逐渐衰减,喷管对燃气泡的轴向尺度影响较小,但收敛喷管能够显著抑制燃气泡的径向尺度。研究结果可为后续水下爆轰推进的工程化应用提供技术支撑。     

等离子喷涂工艺稳定性对Cr_2O_3涂层结合强度的影响

采用正交设计试验方法试验研究了等离子喷涂工艺参数稳定性对 Cr2 O3涂层结合性的影响。结果表明 ,等离子喷涂电弧电流和涂层厚度对涂层结合性影响较大 ,并且 ,电弧电流和涂层厚度之间存在一定的交互作用 ;涂层内孔隙率是影响涂层结合性的主要原因