再生式液体发射药火炮内弹道过程的多维多相流模型

本文利用现代液雾燃烧理论,详细考虑了再生式液体发射药火炮活塞和弹丸之间多相流区域发生的各种过程,建立了预测其内弹道性能参量及其时空分布的多维多相流模型.模型采用大涡模拟法模拟气相湍流运动,采用连续液滴模型(CDM)描述了多相流区域中液相的行为,对液滴间碰撞效应及液滴与气相湍流间的相互作用也进行了详细考虑.     

超声速多相流数值模拟并行计算研究

为实现超声速多相流动的高效数值仿真。搭建了多机集群分布式MIMD并行计算平台,并基于MPI通信平台开发了计算多相流流场的并行计算程序。对并行计算中网格分区方法、区域网格交界处通信方法及Euler与Larange坐标系间数据传递技术进行了研究。并进行了超声速燃烧多相流动算例的数值验证,比较了并行计算效率。证明了该多相流并行计算方法是高效可行的。     

粉尘燃烧多相边界层

激波掠射粉尘床表面时，将诱导粉尘燃烧多相流边界层，该文描述了此多相边界层的理论模型及相应的边界条件。数值模拟结果揭示了上述粉尘燃烧边界层的基本结构与特征。     

水下超高速运动体人工通气流动过程研究

采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对水下超高速运动体人工通气超空泡形态问题展开研究;旨在研究水下超高速运动体在不同的通气流量下的运动状态和空泡内压力的变化规律,比较不同的多相流模型对相同情况的计算结果的异同;通过数值模拟,得出了2种多相流模型的通气质量流率与通气空泡形态之间的关系。     

不锈钢球形粉末排流经验公式探讨

目前未见到国内外对不锈钢球形粉末排流经验公式的相关研究报道.为了对此进行研究,应用高速旋转离心机构建了准流体排流时间模拟试验系统.模拟试验系统首先测量了微径玻璃珠的排流时间,与应用准流体排流经验公式计算出的结果吻合,验证了试验系统的可用性.同时对不锈钢球形粉末的排流时间进行了测试,依据试验结果对在转速为3 000 r/min时准流体排流经验公式的修正系数进行了修正,同时提出了由于试验条件所限存在的缺陷.     

星载微推进器推力测量中电容位移传感器极板不平行误差分析

为提高星载微推进器的推力测量精度,对电容位移传感器测量位移时的极板不平行误差进行了研究。在分析电容位移传感器工作原理的基础上,以典型扭摆测量系统为例,分析了极板不平行误差随着横梁扭转角变化的关系。根据位移测量臂长为0时极板不平行误差及宽度余弦误差大小与扭转角方向无关这一特性,确定了极板不平行误差的标定方法,设计了实验装置。对有效极板半径3.5 mm、量程1 mm的传感器以0.5°为调节步长进行了标定,得到极板不平行相对误差相对于理论值的偏差值为17.4%.根据标定结果得出结论：当稳态扭转角接近负向最大值时,引入的推力测量误差会快速增大到3.25%;当稳态扭转角接近正向最大值时,引入的推力测量误差逐渐增大到0.04%,对应的推力测量误差为0.1 μN量级;当推力测量误差小于微牛量级时,极板有效半径不能大于7 mm.     

水爆炸抛撒成雾的研究

文中从可燃混合物爆炸的水雾抑制出发．设计了两种量级水爆炸抛撤成雾装置．采用高速录像记录水爆炸抛撒成雾的全过程。通过对水爆炸抛撤成雾过程的研究．把水滴群看成为与气体相互渗透的拟流体，运用双流体两相流模型对水爆炸成雾的多相流动过程进行数值研究，数值计算结果与实验所得到的结论相吻合。该模型揭示了水爆炸抛撤形成水雾的物理现象和规律，可以用来描述水雾区内物理量的分布与变化情况。     

考虑松弛效应的流体方程研究

通过分析热量、质量、动量传递过程的相似性，把热量传播速度为有限的概念推广到扩散方程和Navier—Stocks方程中，推导了考虑松弛效应的Navier—Stocks方程和扩散方程，并就动量传播速度为有限值的概念在多相流方程中的应用价值作了探讨，在无滑移模型上的应用作了具体推导。     

内弹道多维多相流壁面边界条件探讨

文中介绍了内弹道多维多相流壁面边界条件的几种处理方法。根据膛内流动的特点，提出了单侧差分格式处理壁面边界条件的方法。数值实践表明，该方法解决了边界点与内点的协调关系，是一种较好的方法。     

超高速鱼雷通气系统内流场CFD分析

为研究超高速鱼雷（UHST）通气系统内流场的参数分布特性及其流量比例分配的实现方法,基于可压缩气-水混合物多相流模型,应用商用计算流体力学（CFD）软件FLUENT对流场进行了数值模拟。使用2D轴对称网格模型进行计算,获得了超高速鱼雷通气系统内流场的气相体积分数、压力、温度和马赫数分布云图,给出了不同位置通气流量按比例分配的通气孔尺寸设计建议。仿真结果已用于指导UHST通气系统设计,试验结果表明,设计结果良好,达到了预期目标。     

机动管线气顶排空速度的影响因素及作用机理分析

为提高机动管线的排空速度和机动能力,建立机动管线气顶排空的动力模型,采用特征线法求解,得到清管球速度和管内压力降的变化规律。利用该模型对排空过程进行了计算和实验验证,发现排空速度与空压机流量、压力以及管线的临界长度有关：当管线长度大于临界长度时,空压机的排气量起主要作用,使用大流量的空压机排空速度较快;反之当管线长度小于临界长度时,压力起主要作用,使用大压力的空压机排空速度较快。因此,为提高排空速度,可以在设计时首先计算临界长度,之后根据管线的总长度和临界长度选择性能合适的空压机,或者依据空压机的性能划分排空段的长度。     

机动管线充气排液过程中油-气体两相流阻力特性

机动管线是油料保障的骨干装备,充气排液是管线使用的一项常规作业,随着液体被排出管线,管内液体处于变加速直线运动状态,整个管路的阻力表现出非线性特征,与单相管流有很大区别.掌握管线充气排液过程的阻力特性,可以为管线排空工艺设计提供理论依据,为此提出一种适用于该过程阻力计算的简化模型.该管路分为3段,即单相气体段、单相液体...     

含动边界的膛口流场数值模拟

膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的.     

超空泡航行体控制面与主空泡相互作用分析

基于有限体积法,采用均相流模型和流体体积方法开展超空泡航行体在不同空泡流型及不同控制面舵角情况下空化流场数值模拟,研究穿刺空泡情况下超空泡航行体尾部控制面与航行体主空泡之间的相互作用。数值模拟结果表明：航行体主空泡对控制面的影响表现为不同流型下控制面沾湿深度不同,沾湿深度变化量最大可达50%以上,控制面流体动力受沾湿深度影响明显;航行体尾部控制面对主空泡闭合有迟滞作用,主空泡长度平均增量约为3%,控制面存在舵角时将会引起控制面之后的航行体主空泡形态变化,可引起航行体出现不对称沾湿面,且尾部闭合流型受影响最大。因此,超空泡航行体空泡流型设计与控制律设计时应充分考虑控制面与航行体主空泡之间的相互作用。     

基于单片机的多相位交通信号控制仪

基于单片机的多相位交通信号控制仪,以AT89C5l为中央控制器,由主控板、数据采集板、信号显示板构成,包括输入、控制、输出、故障检测及通信5部分.系统以LED点阵模块组成车道,模拟车辆移动.采用标准RS232串行方式实现信息的传输,中心计算机通过广播和端口地址验证的方式分别与数据采集板和主控板交互数据.并根据车辆检测数据实现自适应和协调控制.     

含能材料多孔颗粒床中致密波分析

本文采用一维两相流模型模拟了活塞驱动多孔颗粒床这一动态过程。用线方法 ( MOL)对该方程组求数值解。计算表明 ,经过短暂的非稳态过程 ,颗粒床中形成一稳态致密波 ,分析了致密波的结构以及活塞速度边界条件对致密波结构的影响规律。     

运载火箭增压管路随机性压力跳变机理及试验验证

针对常规在役液体运载火箭一级燃增压路入口的随机性压力跳变现象,通过理论分析、数值仿真及试验验证,提出了燃增压路内存在的两种稳定流型:正常流型和螺旋流型.在随机性扰动的激励下,管路内两种流型发生突变,局部流阻增加,增压管路入口压力产生跳变现象,从机理上复现了燃增压路的随机性压力跳变现象.在此基础上,提出了增加隔板结构抑制...     

幂律型煤油凝胶在不同几何构型管道的流动特性数值研究

为了优化煤油凝胶供给管道和锥形喷注器设计,构建出幂律流体的二维/三维稳态层流的求解方法,采用基于FLUENT平台的SIMPLE算法进行求解,开展煤油凝胶的流动特性数值研究。推导出了推进剂在直圆管中各参数的解析解以及层流的动能修正系数。研究结果表明：直圆管的柱塞流区域在管径不变时是固定的;为降低喷注器出口截面的平均表观粘度,需减小出口段长度;喷注器的收缩角选择在40°左右是较为合理的;弯管内存在双涡旋形式的二次流,且剪切速率和表观粘度的非对称性比速度的非对称性显著。为了优化煤油凝胶供给管道和锥形喷注器设计,构建出幂律流体的二维/三维稳态层流的求解方法,采用基于FLUENT平台的SIMPLE算法进行求解,开展煤油凝胶的流动特性数值研究。推导出了推进剂在直圆管中各参数的解析解以及层流的动能修正系数。研究结果表明：直圆管的柱塞流区域在管径不变时是固定的;为降低喷注器出口截面的平均表观粘度,需减小出口段长度;喷注器的收缩角选择在40°左右是较为合理的;弯管内存在双涡旋形式的二次流,且剪切速率和表观粘度的非对称性比速度的非对称性显著。     

射流干扰实现激光点火光学窗口防污的数值模拟及优化

为解决模块装药激光点火系统中,污染和烧蚀引起光学窗口透光性下降,导致激光点火系统不能正常工作 的问题,提出了用射流干扰的方法实现光学窗口的重复利用,使激光点火系统可靠性得到了提高。内弹道耦合计算分析膛内和扰流空腔之间的两相流动,证明该方法原理可行。建立颗粒轨道模型,对颗粒污染物在空腔内的运动和射流干扰方法的防污染效果进行了数值模拟,对比了不同结构参数对流场结构以及防污效果的影响。结果表明：防污染效果随着扰流空腔尺寸的减小而变差;对中等口径火炮,可通过增加闩体厚度以增加扰流空腔轴向尺寸和加装屏蔽管等方式来增强保护效果;增大扰流孔的角度,增加扰流空腔的轴向尺寸可以增强防护效果。