子母弹燃气囊静态抛撒气囊破裂射流流场仿真分析

针对子母弹燃气囊抛撒试验中出现的气囊破裂对子弹运动特性的影响,建立了气囊抛弹的三维动力学模型。基于计算流体力学Fluent软件,通过编译自定义程序将六自由度刚体动力学方程与流体控制方程进行耦合,对气囊破裂自由射流流场结构特性及子母弹抛撒过程中气囊破裂射流流场结构特性进行对比,获得了气囊内压力变化规律。对不同破口位置的气囊射流流场进行仿真分析,获得了不同破口位置气囊内压力变化规律及对子弹的运动特性影响。计算结果表明：与气囊破裂自由流场结构相比,存在子弹时对气囊破裂射流流场结构有很大的影响;在中心位置破裂时对气囊内压力变化影响最大,破口在中心位置及短边侧时对子弹姿态的影响最大。该研究结果对预估子弹飞行弹道,了解气囊破射流流场对子弹运动的作用机理和影响规律,提高子母弹分离时的可靠性和安全性具有参考价值。     

基于动网格的三维合成射流器流场数值模拟

针对激励出口流动模型不能够实现合成射流全场模拟这一问题,提出了基于动网格的三维合成射流器流场数值模拟方法。该方法引入了动网格的局部重构算法,通过在通常的流场数值模拟方法中插入编译的定义网格运动方式的动网格用户自定义函数程序,并设置与网格运动相关的动网格区域,实现了三维合成射流器在振动膜作周期性正弦运动下的流场求解。对比试验结果表明,采用该方法获取了射流器喷口特有的流动现象以及相应的喷口速度变化规律,说明该方法可行。     

超音速欠膨胀多喷管燃气射流的数值模拟

文中针对XX—XX联合动力装置尾喷管射流在超音速、欠膨胀状态下进行了三维流场数值模拟，对燃气流场中的压力、密度、马赫数的分布进行了理论计算，并对流场的激波结构进行了对比分析，控制方程为三维、雷诺平均Navier—Stokes方程及k-e二方程的湍流模型，差分格式采用具有TVD性质的二阶精度的Van Leer格式，流场计算采用贴体坐标。数值计算的结果表明，所采用的算法适合于模拟复杂射流流场，可用于火箭武器系统工程技术问题的研究。     

来流和尾焰相互作用对导弹底部加热的数值仿真研究

为研究导弹飞行时,来流和尾焰相互作用对导弹底部的加热特性,对不同飞行参数和喷管摆角下导弹燃气射流流场进行了三维数值仿真研究,分析了导弹底部区域流场温度和流动参数的分布特点。研究结果表明,导弹飞行过程中,空气来流和喷管燃气射流相互作用,在导弹底部区域形成低速回流区,回流区内气体温度随导弹飞行高度、速度增加而上升。相比无摆角时,喷管摆角的存在使导弹底部回流区气体温度升高,喷管摆角越大温度升高越多。导弹在高空高速飞行和存在较大喷管摆角时,导弹底部加热较为严重,需采取适当的热防护措施。     

超声速气流中多孔逆向射流减阻防热机理研究

为提高高超声速飞行器头部的减阻防热性能,对钝化前缘多孔逆向射流方案进行参数化研究。基于雷诺平均三维可压缩N-S方程,采用SST k-ω湍流模型对流场进行数值仿真,通过与公开文献中的实验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。重点对比分析了有无多孔逆向射流方案下钝化前缘的流场结构,多孔逆向射流的引入使飞行器头部流场发生变化,将飞行器头部前缘的弓形激波向外推移,使前缘展向壁面处于一个连续的低温环境中。结果表明,多孔逆向射流在减阻和热防护方面均能起到良好效果。     

偏导射流伺服阀前置级流场特性研究

建立偏导射流伺服阀前置级流场精确且完整的数学模型,对伺服阀先导级设计和研究有着重要作用。将射流过程分为初次射流、偏导板压力恢复、二次射流、接收口压力恢复4个阶段,在前置级二次射流过程中分别采用不同理论模型来构建前置级流场完整的数学模型,对射流形态的演变过程进行了描述。分析发现,油液射流进入前置级流场与偏导板侧壁发生撞击,流动形态发生改变,一部分油液沿侧壁反向流出偏导板,另一部分油液流速降低在下游形成高压区。油液流出偏导板时受到分流器的作用,分别流入不同通道。根据节流模型流量和压力特性公式求得了压力增益,并建立起负载压力与偏导板偏移量之间的数学关系。数值模拟过程中,采用不同湍流模型对前置级流场压力分布进行了分析。通过数值模拟仿真结果、外特性实验结果与射流模型计算结果的比较和分析,验证了该模型描述射流特性的有效性和合理性。     

斜切喷管火箭发动机燃气射流流场特性研究

为了研究斜切喷管发动机的燃气射流流场特性,采用有限体积法数值求解非定常可压缩N-S方程,对不同喷管角度、不同海拔高度以及不同燃气温度条件下的发动机斜切喷管燃气射流流场特性进行数值模拟研究。结果表明:由于斜切喷管不对称外伸壁面的存在,导致喷管燃气射流流场不再对称; 喷管壁面不对称程度越大,则喷管燃气射流偏转与扩张角度越大; 随着海拔高度的增加,燃气流场核心区域与燃气射流的影响范围、以及射流偏转角度不断增大,但射流核心区域的波节数将不断减小; 此外,燃气温度变化,对喷管流场压强分布影响较小,但对流场速度值影响较大; 燃气温度越高,则喷管出口排气速度越大,致使喷管射流流场的燃气动能越大。     

燃气射流气固两相数值模拟与颗粒冲刷分析

针对燃气射流中的气固两相流动和燃气射流中固体颗粒对壁面的冲刷作用，从耦合固体颗粒源相作用的雷诺平均N-S方程出发，燃气相采用有限体积法，固体颗粒相采用拉格朗日轨道模型．计算了燃气射流的气固两相流场，并分析不同直径的固体颗粒在流场中的轨迹及速度。在数值模拟的基础上．采用条件相似的估算方法估计固体颗粒对置于燃气射流流场中壁面的冲刷作用，分析了固体颗粒在不同直径和不同分布组合情况下对壁面冲刷位置及冲刷程度的影响。结果表明．固体颗粒的直径大小．对颗粒轨迹影响很大．直径小的颗粒轨迹与流场流线吻合的较好．直径大的颗粒因惯性作用与流线吻合差；不同固体颗粒的组合．对壁面机械冲刷位置和程序有较大影响。     

超声速燃气射流流场特性的三维数值模拟

针对固体火箭发动机燃气射流特性,建立了高温高压燃气射流的三维计算模型,采用大涡模拟(LES)对不同尺寸喷管形成的欠膨胀超声速射流流场进行了数值模拟。计算结果表明,超声速燃气射流与周围大气剧烈掺混过程中形成了重复出现拟周期的膨胀压缩波结构。在射流中心轴线上,静压、速度等参数在出喷口后出现了较大的波动,随着离喷口距离的增加,波动幅度逐渐减小至平稳变化。射流速度沿径向开始在核心区基本不变,到剪切层后衰减梯度较大。随着喷管尺寸的增加,射流在轴向和径向的扰动区域都增大。     

气膜冷却流场中不同影响因素下涡结构的变化

采用大涡模拟方法分析了稳定射流与合成射流入射时,不同因素对气膜冷却效率的影响。研究的影响因素主要包含了入射角、孔型、斯特劳哈尔数以及吹风比。结果表明在本文的研究参数下,当合成射流的斯特劳哈尔数为0. 22入射,吹风比为2. 5时,扇形孔入射所对应的气膜冷却效果最好。在此基础上,进一步分析了合成射流与定常射流条件下气膜冷却的流场特性、冷却效果与涡环之间的联系。研究结果显示合成射流的气体动量更大,流场中的拟序结构更复杂,但由于合成射流的可控性强,在实际应用中可以通过控制合成射流吹吸频率从而控制合成射流流场中涡结构之间的相互作用,以改善气膜冷却效果。     

内燃机气道内三维气体流场的研究

用数值模拟方法研究内燃机内气体流动的全貌以探求合理组织气流的途径是当前国内外研究的重要课题.利用微机版本的SALE计算程序对内燃机气道内流动进行了全三维流动模拟计算,其结果展示了进气道的结构型线对流动的影响,为进气道的设计与改进提供了依据.     

TVD有限体积法在二维超音速流计算中的应用

将具有二阶精度的ＴＶＤ有限体积法推广应用到三维无粘流的计算．提出三维流场计算使用的计算网格的生成方法．最后计算了三维纯头体超音速绕流，并和相应文献的结果进行了比较，结果令人满意     

碎片云侵蚀效应模化分析

用量纲理论对碎片云破坏效应进行了分析。超高速碰撞产生的碎片云,其粒子的速度、大 影响破坏效应的主要因素。用数值计算和量纲分析方法得到了考虑熔化沓侵蚀坑深模型律。计算结果还表明粒子的温度对碎片云的粒子开坑影响很小。     

炮钢的K_（IC）与炮管的安全性

测出了两类炮钢的断裂韧性Ｋ_（ＩＣ）及其随温度变化的系统数据，并由三维有限元、位移法分析求解作为研究对象的某火炮身管高膛压区内表面裂纹前沿的应力强度因子Ｋ_Ｉ数值，以Ｋ_Ｉ＝Ｋ（ＩＣ）作为临界状态的判据，判定了身管射击使用安全性。结果表明，炮管射击安全性随炮钢Ｋ_（ＩＣ）的降低和使用温度的降低而降低。故在炮管设计中，除强度外，应对炮钢常、低温韧性提出定量要求。改善炮钢韧性是提高炮管使用安全性的重要途径之一     

带化学反应的膛口温度场方程分歧解

提出膛口系统是一种准耗散结构，并分析了符合耗散结构的条件，在分析分歧解线性稳定性的基础上，使用高维定态投影解定态分歧解，分歧解与实验结果吻合较好。     

抛物型喷管入口扩张半角对推力偏心的影响

研究了当气流偏离抛物型喷管超音速段对称轴时所引起的喷管推力偏心．用三维特征线方法数值模拟了喷管内的非对称流场，得到了在不同入口扩张半角时，喷管侧向推力分量沿轴向的变化及其零点位置在轴线上的分布．结果表明，侧向力第一零点和第二零点的位置随入口扩张半角的变化都是非线性的     

优化设计预期形状的爆炸成型弹丸

设计ＥＦＰ战斗部时，要综合考虑众多因素对ＥＥＰ性能的影响，随着计算机软，硬件技术的不断发展，计算机模拟在ＥＦＰ战斗部设计中将发挥更大的作用，将非线性优化此入到爆炸成型弹丸的计算机辅助设计之中，对药型罩的几何形状进行优化。     

磁流体密封对齿聚磁结构特性的有限元分析

采用有限元方法对对齿聚磁结构参数进行了优化分析。研究发现,在密封间隙一定的条件下,影响对齿聚磁结构 聚磁效果的主要结构参数是极齿宽度和齿槽宽度,而极齿高度的影响并不显著;极齿宽度的影响受极靴材料饱和磁化强 度的限制,达到饱和磁化之前,减小极齿宽度有利于间隙磁通的汇聚;达到饱和磁化之后,进一步减小极齿宽度将会导致 对齿间隙磁通密度的下降,这种下降将在对齿间隙的中央区域发生,而且非常显著。     

分区算法数值模拟弹丸绕流流场

利用分区计算技术 ,从 Euler方程出发 ,应用三维隐式有限体积 TVD格式 ,数值模拟了高跨音速下 SOCBT弹丸和超音速下尾裙弹的绕流场 ,计算结果与实验数据的对比表明所采取的方案是可行的