超空泡射弹异步并联倾斜入水空泡演化与运动特性分析

基于VOF多相流模型与重叠网格技术建立了超空泡射弹异步并联倾斜入水数值方法,利用单发射弹倾斜入水实验对数值方法的有效性进行了验证,在此基础上,分别对不同初始间距及入水顺序下前后两射弹的空泡演化与运动特性进行了数值模拟与分析。研究结果表明：对于前发射弹,在初始间距为0.5倍弹长时,由于受到后发射弹空泡剧烈挤压,前发射弹无法产生完整空泡包裹弹体,运动受到严重影响并最终失稳;同时,前发射弹自上侧入水与自下侧入水相比,其空泡受到的挤压程度更大,沾湿更早且失稳更快;随着初始间距的增大,前发射弹附近空泡受后发射弹的影响减弱,2种入水顺序下均运动平稳。对于后发射弹,由于前发射弹空泡的持续作用,其空泡始终不对称,运动稳定性受到影响,在间距为0.5倍弹长时向内侧偏转失稳,在间距为1倍弹长时运动平稳,间距为2倍和3倍弹长时向外侧偏转失稳,且2种入水顺序下运动规律基本一致。     

头形对细长体超空泡生成与外形影响的实验研究

在水洞中对具有非流线形头形的轴对称细长体模型进行了空泡系列实验研究。发现了非流线形头形细长体的空化起始仅决定于空化数，并在一定的空化数下具有稳定的起始位置、脱体角和空化区域；圆锥系列头形(包括圃盘与不同直径系列)细长体可以生成3种稳定的空泡基本形态：局部附体空泡、模型体尾部闭合超空泡和模型体尾部之后闭合超空泡，超空泡的基本外形为椭球体；圆锥系列头形生成的超空泡，在相同空化数下，超空泡的相对长度与长细比均随着锥顶角或直径的增大而增大；在相同的空泡相对长度或长细比下，随着锥顶角或直径的增大，对应的空化数也增大；具有攻角的头形，改变了空泡的脱体角，使超空泡出现了一定程度的不对称性，但并不改变超空泡的基本形态。     

超空泡航行体三相流动演化特性

为研究通气航行体的空泡三相流动演化特性,采用CFD仿真软件Fluent对超空泡航行体通气空泡替代自然空泡的复杂流动过程进行了三维数值模拟研究.本文基于RNG k-ε湍流模型和VOF多相流模型,建立通气超空泡航行体三相流动的数值计算模型,并进行收敛性验证,并通过相关实验与模拟结果进行对比验证本数值方法的有效性;数值模拟了...     

水平超空泡发生装置的研制及相关实验研究

研制了水平发射细长体诱导产生超空泡的实验设备.采用高速摄影仪实时记录几种不同工况下细长体在水中高速航行的过程,观察细长体水平高速入水后超空泡气液两相流形态发展变化过程.分析细长体的长径比和空化器头部形状对超空泡形态和稳定性的影响.根据实时记录的照片,计算细长体的速度以及超空泡尺寸的变化,并给出了空化数和超空泡无量纲尺寸之间的关系曲线,然后与Logvinovich和Savchenko等提出的模型做了比较,结果表明实验数据和模型的变化趋势基本一致.     

水下超空泡航行体流体动力设计原理研究

在对航行体超空泡生成、流型和稳定性水洞模型实验研究的基础上，从航行体运动力学原理出发，研究了超空泡航行体流体动力设计需要解决运动平衡、稳定性与可控制等基本问题．给出了超空泡航行体流体动力设计原理、方法与实现途径；并提出了一种流体动力设计原理方案，设计加工了实验模型，在水洞中进行了验证实验。实验获得的航行体超空泡流型照片和流体动力曲线表明提出的超空泡航行体流体动力设计原理是正确的，方法是可行的。     

超空化航行体前部外径对空泡影响的研究

文章基于CFD技术和水洞试验,对超空化航行体通气装置外径尺寸对空化流场的影响进行了研究.数值计算结果表明:航行体的前部外径对航行体超空泡的生成和形态有重要影响,若Rw取值偏大将会使空化流场出现空化不连续现象,甚至改变超空泡的脱体边界.文中以数值计算结果为依据,建立了航行体超空泡可以正常生成的航行体前部外径最大临界值公式.同时设计了三个航行体头部模型在水洞实验室进行了实验研究,实验结果验证了所建立公式的正确性,文中结论为进一步研究人工通气超空化奠定了基础.     

不同头型弹体低速入水空泡试验研究

针对不同头部形状弹体低速入水空泡形成、发展特性及其影响因素开展试验研究,用高速摄影仪实时记录了圆头、90~150°锥头弹体入水过程中自由液面的波动特性、空泡的演变过程及入水弹道的稳定性,同时通过对比试验得到弹体入水空泡、入水弹道与入水速度、入水角度之间的关系。试验结果表明,圆头弹体不易形成空泡,但弹道稳定性差;90°锥头弹体倾斜入水时,入水速度越大,空泡的非对称性越强;120°锥头弹体垂直入水速度越大,越易发生表面闭合现象及完整的脱落气泡;150°锥头弹体入水角大于80°时,发生表面闭合现象。在整个入水过程中,弹体速度呈线性衰减,空泡射流速度衰减较快。     

超空泡航行体典型弹道特性仿真研究

针对超空泡航行体的弹道及操纵特性进行研究,建立了超空泡航行体在纵平面内的简化运动方程,编制了相应的弹道仿真程序,并对其在90 m/s左右速度区段内的典型弹道特性进行了仿真分析.仿真结果表明,通过对雷顶舵进行典型操舵控制,超空泡航行体可以在无反馈控制的情况下,实现定深直航,以及变航向、变深度等典型弹道机动,可见超空泡航行体的操纵特性良好.     

空气压强对垂直入水空泡影响的数值研究

基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150。锥角头型圆柱体以中等速度垂直 匀速入水空泡进行了数值计算．计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现 了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水问题数值计算．通过与匀速垂直入水理想空泡模型计算 结果的对比,验证了本文数值计算方法的有效性．对不同空气压强条件下入水空泡形态的数值计算结果分 析,得到了在本文所计算入水工况范围内垂直入水过程中自然空化对入水形态的影响;得到了空泡无量纲闭 合时间、空泡闭合瞬间最大无量纲直径、以及空泡闭合方式与空气压强和入水速度之间的关系等     

超空泡航行体前部线型对空泡生成速度影响实验研究

基于航行体超空泡理论和格兰威尔线型设计方法,设计了3种具有不同前部线型的航行体模型。并针对所设计的3种模型和具有锥形前部外型的航行体模型在西北工业大学水洞进行了超空泡生成速度的实验研究。结果表明:①航行体前部线型对超空泡生成速度的影响程度与航行体的轴向压力分布和斜率分布有关,模型表面的压力和斜率轴向分布曲线越平坦或变化率越小,越有利于提高航行体超空泡生成速度;②航行体超空泡生成速度与通气流量有关,增大通气流量可以减小航行体超空泡生成时间。文中结果为提高航行体超空泡生成速度提供一条技术途径和研究方法。     

物体高速出水实验装置研制及流场可视化

研制进行高速物体出水实验的实验设备.阐述水下高速物体出水时,物体、超空泡和尾迹与自由液面相互作用的实验研究结果.试验整个物体在水下高速运行直到完全出水的过程;演示空泡在水下形成及在自由液面附近溃灭的过程,并采用高速摄影仪记录下来.通过照片和数据分析,结果表明:当物体运动速度达到40 m/s左右,是从空化气泡发展成超空泡的临界速度;当速度小于40 m/s时,会出现局部空化,并且速度减弱时呈现振荡趋势;大于此速度,速度减弱时则呈线性;物尖露出水面前一刻的瞬时速度为出水前的谷底值;物体完全出水时,在自由面附近形成了有向上运动趋势的气液混合现象.     

缓流水体污染物向沿岸的渗透

采用对流扩散方程并且考虑渗流作用的影响,研究了缓流水体底泥污染物对周围土层的影响。发现污染物在土壤中的质量浓度分布与渗流速度、作用时间、扩散系数等有关。作用时间越长,扩散系数越大,污染物影响范围越大,质量浓度值越高。渗流作用下污染物分布质量浓度有所减小,但运移时间也减小。     

小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的分析

根据一维控制体模型，在合理假设的基础上，应用欧拉公式建立了小流量高扬程离心旋涡泵气液混输扬程的计算方法，将计算扬程与气液混输试验的实际扬程进行了对比分析。结果表明：随着含气量的增大，泵的计算扬程值与试验值总体变化趋势均减小，且两者符合情况较好；含气量越大，气液混输的水力效率越低。该分析为建立较完善的计算气液混输旋涡泵扬程的方法提供了理论基础。     

磁体在竖直金属管中下落运动分析

本文通过对磁体在竖直金属管下落过程中的受力分析,定量地导出了磁体的运动规律。通过对磁体运动方程的分析,对其下落过程中的功能转换关系给出了定量的表达。     

水质微生态制剂的种类和应用

目前应用于净化养殖水体的微生态制剂主要有光合细菌、硝化细菌、芽孢杆菌、蛭弧菌、以及复合微生态制剂等.应用于生产的水质微生态制剂一方面对水体无毒副作用、可以改善水体生态环境,有广阔的应用前景;另一方面水质微生态制剂也存在亟待解决的问题:活菌浓度易受外界环境的影响、易被抗生素杀灭而使应用受到限制等等.但随着科学技术的不断发展将会逐渐克服这些问题,使水质微生态制剂的应用越来越广泛.     

南水北调中线水源区与受水区丰枯遭遇分析

采用历年天然径流量对南水北调中线工程的水源区与受水区进行丰枯遭遇分析的同时,对水源区、受水区和黄河也作了丰枯遭遇分析.结果表明:水源区与受水区自南向北的同丰、同枯遭遇的频率逐渐减小,说明南北丰枯多数情况下是可以互补的;向黄河补水较为有利的丰枯遭遇频率达20.9%,这说明中线工程向黄河河道相机补水是可能的.     

流体横绕圆柱体的流动和传热分析

介绍了国内外近年来在流体横绕圆柱体的流动和传热方面的研究,分析了流体横绕圆柱体的流动和传热特点,对其中的流动分离点、最低压力点和最低局部努谢尔特数点之间的关系发表笔者的见解,进而就热阻力和热绕流等现象对流动和换热的影响做一些初步分析与探讨。     

对深基坑井点降水理论与其在实际应用中某些问题之浅见

本文对深基坑开挖施工过程中的井点降水设计及降水施工中的一些实际问题，如：计算公式的选择、主要计算参数的确定、井点系统的布置、抽水设备的选用以及减小对邻近建筑物影响等问题提出了若干建议，对降水工程设计与施工具有参考价值。     

高校“双困生”现象分析和解困对策研究

贫困学生是当前政府和高校的热点和焦点, 而“双困生”是高校贫困生特殊群体中的又一特殊群体。本文在对高校“双困生”进行内涵界定的基础上, 分析当前高校中出现的“双困生”的主客观原因和已有解困方式存在的不足, 提出帮助“双困生”解困的对策和办法,根本意图在于加强解困工作的针对性和有效性。