车辆动力舱冷却风道流场的仿真研究

该文应用三维建模软件PRO/E建立了某车辆动力舱的CAD模型,运用CFD软件FLUENT对动力舱内的冷却空气流场进行仿真研究.重点解决了散热器和风扇在动力舱中的模拟问题.仿真计算得出了动力舱内不同位置的阻力分布情况.此外,还计算分析了冷却空气通过冷却风道的正面深度对系统阻力的影响,以及在不同的风扇转速下车辆行进时,动力舱内冷却空气流场的变化情况.     

瞬态泄压条件下不同喷口结构的底部排气弹尾部流场特性

为了分析底部排气（简称底排）弹出膛口时,底排燃烧室瞬态泄压过程中喷口结构对底排弹尾部流场特性的影响,采用改进的对流迎风矢通量分裂（AUSM+）格式、SST k-ω湍流模型,编程求解二维轴对称Navier-Stokes方程。通过数值模拟方法研究环型喷口和圆孔型喷口底排弹尾部流场结构和特征参数变化,对比分析了不同喷口尺寸下的底排弹尾部流场特性。计算结果表明：在泄压过程中,圆孔型喷口尾部流场由高度欠膨胀射流发展为亚音速射流,而环型喷口尾部流场由高度欠膨胀环状射流在中心轴线上挤压形成中心射流后,再发展为亚音速环状射流;环型喷口在泄压后期有效削弱船尾拐角处的膨胀波,流线更为平滑;在泄压中后期,环型喷口底部平均静压和平均静温更高,增压减阻效果更好;同种喷孔排气面积比越大,降压速率越快,压力回升过程越慢,但排气面积比对泄压过程末态流场参数影响较小。     

不同偏转角对偏流板周围流场的影响

不同偏转角条件下偏流板的流场特性存在较大的差异,为了确定适当的偏转角θ,文中采用流固耦合传热算法分别对θ为30°、45°、60°、75°时的流场特性进行数值模拟。结果表明:θ=45°时,偏流板周围的设备得到有效的保护。θ=30°时,尾喷管喷出的部分高温燃气经偏流板导流向偏流板后方流动对板后的设备产生影响。θ=60°、75°时,高温燃气回流对偏流板前的设备产生影响。因此45°为相对理想的偏转角度。     

大涡模拟在导弹发动机流场仿真中的应用

大涡模拟作为一种研究湍流流动的有效手段, 近几十年来得到了长足的发展与应用. 在介绍大涡模拟发展的基础上, 分析了大涡模拟技术在导弹发动机流场数值模拟中的应用和最新研究成果.     

自行榴弹炮身管主动冷却效率的影响因素

分析了火炮发射时身管热传递过程的三个连续阶段——热输入、热存储和热输出，指出了影响冷却效率的因素包括影响非稳态导热过程的因素和影响热交换过程的因素。研究了对流传热系数h、身管壁厚δ及身管材料导热系数λ各自对冷却效率的作用规律以及三者不同组合对冷却效率的影响。研究结果表明，在身管材料一定情况下．合理优化h、δ组合对兼顾冷却效率、强度、质量、尺寸及制造工艺性有重要意义。     

车载同心筒发射筒口流场影响因素数值研究

为了研究车载同心筒结构对导弹点火时筒口流场的影响,采用11组分12步H2/CO化学反应动力学模型,对导弹自力发射点火阶段燃气流场进行数值研究。研究了燃气组分发生化学反应对同心筒筒口流场的影响,结果表明研究筒口流场时需要考虑燃气射流组分的二次燃烧,研究了外筒高度和内筒尾部收敛角对筒口流场的影响,结果表明降低外筒高度、增加内筒尾部收敛角均能够减小燃气流对导弹顶部的热冲击。     

高速弹丸穿越不同制退器时的膛口流场波系结构研究

基于二维非定常Euler方程,结合高精度Roe格式及结构化动网格技术,对弹丸从膛底飞离不同膛口装置过程中膛口流场的发展过程进行了数值模拟。数值计算结果清晰地揭示了光膛口以及分别加装开腔式和多孔制退器后膛口流场的不同波系结构,同时计算纹影图清楚地显示了其与弹丸相互作用及演变过程。计算结果与本课题组先前相关试验阴影照片相符。另外,根据数值流场结果,详细探讨了制退器降低后坐冲量的机理与膛口周围超压区域的分布,为制退器改进设计提供重要参考。     

压力不匹配混合层中激波与流场结构的实验研究

为了研究压力不匹配混合层的流动结构以及激波与湍流边界层的相互作用,采用基于纳米粒子的平面激光散射技术(NPLS)和伪彩色处理方法获得了流场中Kelvin-Helmholtz涡、激波、湍流边界层以及边界层分离泡等流动精细结构.研究结果表明:压力不匹配导致混合层的转捩位置提前,大尺度涡的结构更加破碎,混合层向压力低的一侧发展.激波的作用使得边界层在激波入射点之后增厚,湍流脉动的加剧导致了激波入射点发生前后的偏移.     

穿孔对空心弹流场波系结构的影响与分析

运用计算流体力学,数值模拟了超声速空心弹在表面穿孔与无穿孔条件下的流场参数分布,并对弹体表面的压力分布进行了计算。结果表明,穿孔会使弹丸表面流场分布变得更加复杂,增加新的斜激波与膨胀波系,但对壁面的压力影响不大,而使弹丸尾部压力减小。     

不同导引方式下影响潜载鱼雷命中概率的主要因素

鱼雷命中概率是潜艇鱼雷武器试验中的一项重要指标,其精度直接反映了鱼雷武器的攻击精度和作战效果。从鱼雷命中概率计算的基础理论入手,通过对不同导引方式下鱼雷数学导引模型的仿真计算,分析得出不同导引方式下影响鱼雷命中概率的主要因素,为潜艇鱼雷武器试验提供了一定理论依据。     

铂电阻温度传感器封装结构影响响应时间的因素

着重分析了铂电阻温度传感器在封装过程中影响响应时间的因素,提出了在封装过程中为缩短响应时间所应采取的措施.经验证表明,这些措施是有效的.     

结构参数变化对等离子体发生器性能的影响

建立了关于电热化学炮底喷式等离子体发生器的零维模型,从理论上分析了消融管长度、半径和喷口半径等结构参数发生变化对等离子体性能所带来的影响。计算结果表明,通过选择合适的结构参数．可以获得一定性能的等离子体。     

不同检测环境下磁记忆信号变化研究

通过开展中碳45#钢试件的静载拉伸实验,采用磁记忆检测技术,研究了在线及离线2种检测环境下、不同加载阶段试件磁信号变化情况。结果显示：对应不同的检测环境,检测得到的试件磁信号差别显著。在线检测时试件周围磁环境对检测准确性影响较大,磁记忆检测判据——“过零点”失去作用;离线检测时检测效果良好,过零点能够反映试件应力集中部位。同时,对实验过程中的磁场强度变化及过零点漂移现象进行了理论分析。     

带有不同膛口装置的流场仿真分析

针对火炮射击时炮口压力大而导致的振动问题,设计4 种不同结构的膛口装置。通过将火药燃气引入装 置内进行膨胀再排出的方式降低装置周围的压力,结合动网格技术对安装不同装置的膛口流场进行数值模拟,通过 对比无装置时炮口周围压力的下降程度来判定各装置的效果,并根据数值仿真结果对不同装置的降压效果进行分析。 计算结果表明：与无装置时相比,安装膛口装置后炮口周围压力明显降低,对该装置结构的进一步设计具有一定的 参考价值。     

冲击作用下乳化炸药基质微观结构的变化

利用激光粒度分析仪和显微照相技术,对乳化炸药基质受冲击波压力作用前后微观结构的变化进行了研究,实验结果表明：在冲击波压力作用下,乳化炸药基质体系的均匀性变差,分散相粒径变大,油、水两相间的比表面积变小,分散相出现了聚结和析晶现象;受冲击作用越强,聚结和析晶现象越明显。这些现象导致乳化炸药基质W／O型微观结构遭到破坏,破乳现象发生。     

膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究

枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明枪炮发射时,身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场,它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响,甚至会降低射击精度。因而,研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法,利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程,详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明初始流场的存在是火药燃气流场形成冠状冲击波的必要条件。同时,含有初始流场条件下的近膛口区域最大滞止压力相对于无初始流场条件增加了2倍以上。     

强磁场下熔体中晶粒旋转取向机制及其影响因素

对强磁场下金属熔体中的第二相晶粒发生旋转取向的机制进行了分析,给出了热力学判据和动力学运动规律。体系温度、重力和第二相自身的形状是影响旋转取向发生和进程的重要因素,分别对其进行了分析。理论分析和实验结果表明:熔体中第二相的旋转运动是合力矩的作用结果;体系温度和重力决定第二相发生旋转取向的临界尺寸;形状因素影响取向的时间。在强磁场下可以利用物质内禀磁性的差异,通过改变上述的影响因素制备出具有取向一致的金属基复合材料。     

车用催化器结构与载体端面型式耦合对内部流场影响研究

设计制作了车用催化器若干端面造型载体和扩张管,进行了稳态气流数值模拟和试验验证,分析了载体前端面型式、扩张管型式及其匹配关系等对气流径向分布特性的影响．研究表明,采用锥形和球形端面载体可以提高催化器内部气流径向分布的均匀性;锥形端面载体与增强型扩张管(EDH)匹配,对气流径向分布状态有显著改善作用;综合考虑气流分布均匀性、可靠性和结构紧凑性等因素,锥形载体前端面顶角宜在60-90°范围内．