跨音速欧拉方程的隐式时间推进法

本文提出了求解跨音速欧拉方程的一种隐式时间推进法。由于是在计算平面上用逆变速度分量为未知变量的欧拉方程作为控制方程进行求解,从而简化了固壁边界的处理。作为数值算例,文中对伴有激波的收放喷管跨音速流动进行了计算。     

不同种类延伸喷管固体火箭发动机尾部流场分析

采用数值模拟方法求解二维轴对称Navier-Stokes方程,对多个平移式和铰链花瓣式延伸出口锥喷管在级间热分离条件下的尾部流场进行了数值分析.结果显示,收拢状态下,受限于延伸锥壁面、发动机前封头及基础喷管外壁,尾部流场温度环境较恶劣;展开过程中,前封头边缘及延伸锥端部存在燃气回流,气动力变化剧烈,平移式喷管展开过程主...     

用时间相关法计算跨音速叶栅的数值试验

本文用时间相关有限体积法对跨音速平面叶栅流场进行了计算,在计算中采用了不同格式、不同初场的计算方法,也在如何加快收敛方面作了一些尝试。     

PWCD格式及其在湍流流场计算中的应用

针对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，提出了一种含有压力梯度项的对流扩散方程的压力加权中心差分格式（ＰＷＣＤ），且给出了通用的系数表达式。通过对叶栅流道中二维湍流流动的计算结果表明：ＰＷＣＤ格式与ＥＤ格式相比，具有二阶以上精度和很快的收敛速度并且能够得到更合理的压力场和速度场。     

复合发动机选用拉瓦尔喷管的可行性分析

根据底排－火箭复合发动机的结构特点,在合理选择底排药剂与火箭药剂性能参数的基础上,进行了理论分析计算和实验。结果表明：采用拉瓦尔喷管的复合发动机,完全能满足底排药剂燃烧产物以亚音速从拉瓦尔喷管喷出而火箭药剂燃烧产物却能以超音速喷出这一条件,从而达到提高复合增程弹增程率的目的。     

喷管装配自动对准系统研究

针对目前喷管与发动机装配时需人工对准的问题,研究了一种基于CCD摄像机和电涡流传感器的自动对准系统,CCD摄像机与电涡流传感器以120°等间隔安装在检测环上,放置于喷管与发动机之间.根据各个测距传感器和摄像机的检测结果,推导出了平行度的计算公式,采用最小二乘法计算连接孔的中心坐标,以调整喷管和发动机的同轴度.自动对准后,喷管与发动机法兰面夹角小于0.01,°法兰连接孔中心偏差小于0.05 mm.     

火箭喷管硅基内衬的液体层烧蚀模型

本文提出喷管工作条件下硅基内衬的液体层烧蚀模型,认为其烧蚀机理是热化学反应的消耗和SiO_2熔融液体层在喷管燃气流剪切力和压力梯度作用下的流失。根据液体层烧蚀模型,建立了烧蚀预示计算方法,针对硅基内村喷管扩张段进行了预示计算,获得沿喷管扩张段长度的烧蚀率和表面温度分布,并进行了影响烧蚀率的参数研究。理论预示与实验结果吻合良好,说明喷管工作条件下硅基内衬的液体层烧蚀模型比较符合实际。     

固体火箭发动机喷管喉部瞬态热流的测量技术

改进了美国Nanmac公司的自更新快速响应热电偶,并将改进后的热电偶用于测量固体火箭发动机喷管喉衬内壁面上的瞬态温度和热流密度.测量是在一小型试验发动机上进行的,其喷管喉径为18mm.分别采用黑火药、双基推进剂和复合推进剂进行了点火试验,试验结果表明本文的测量方法是可行的.     

喷管内雾状气液两相流场计算分析

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,喷管出口处两相速度差异最大;液相出口速度随液滴尺寸减小而增大,气相出口速度随其减小而减小;液相、气相出口速度均随着初始含气率的增大而增大;在超声速流动中,喉部马赫数小于1,喉部面积随初始含气率及液滴尺寸的增大而减小.这将为喷雾发动机性能的研究分析奠定基础.     

喷管形式和环境压力对PDRE比冲的影响研究

采用数值模拟和实验的方法研究不同喷管形式(收敛型,扩张型和收敛扩张型)和环境压力对火箭式脉冲爆震发动机(PDRE)比冲的影响。数值模拟中采用有限速率化学反应模型,通过二阶迎风格式差分逼近二维欧拉方程,数值计算结果表明收敛型喷管对比冲的增益最大(17.20%),环境压力为0.5 atm时比冲最大。不同喷管形式的实验中利用推力传感器测量得到比冲,结果同样表明收敛喷管的比冲增益最大(18.67%),且数值模拟和实验的结果基本吻合。分别采用理想性能模型和热力循环模型研究环境压力对PDRE比冲的影响。结果表明,在环境压力小于1 atm时,两种模型的分析和数值模拟均呈现不同的结果,因此低压环境下发动机的比冲影响规律有待进一步实验验证。     

轴流压气机转子内三维湍流流场计算

应用高雷诺数ｋ－ｅ湍流模型进行了轴流压气机叶轮内三维流动的。使用ＳＩＭＰＬＥ型算法求解了全三维协诺平均质量加权Ｎ－Ｓ方程。对流项采用了高阶精度的上游加权近和ＴＶＤ类型的ＭＵＳＣＬ差分格式。采用非正交适体坐标和同位网格系，速度的协变物理分量被选作为独立求解变量。     

喷管尺寸对火箭发动机喷流噪声影响研究

为了研究喷管尺寸对火箭发动机喷流噪声声场分布的影响规律,采用LES与FW-H相结合的方法,针对不同喷管尺寸的高温燃气喷流气动声场进行了数值模拟,并分析了声场特性。数值结果表明,火箭发动机喷流远场噪声具有方向性,噪声声压级在离开喷流中心轴线40°处达到最大值;喷流噪声声场的声压级随着喷管尺寸的增大而增加。研究结果为不同尺寸的火箭发动机喷流噪声预测提供参考依据。     

亚音速矩形射流流场计算及结构分析

本文对亚音速矩形射流的速度场、温度场进行了研究，在喷口等面积的情况下，矩形喷口与圆形或方形喷口相比．其速度场、温度场的核心区段变短，有噪声低、红外隐身效果好的优点．根据湍射流流场中湍流应力远大于招滞力、中心轴上主流速度远大于其它横向速度以及流场中参数在中心轴上的变化远比在其它方向的变化小等特．点，得到简化后的抛物化Ｎ－Ｓ方程，加上Ｋ－ε模型、能量方程，成为湍射流的边界层方程组．本文采用向后推进的差分格式，在每一横截面上利用双向交叉扫描的方法对流场进行求解，计算与实验结果吻合．     

湍流工况水润滑导轴承流场分析及承载能力计算

给出湍流工况下水润滑导轴承流场分析的基本方程及其特殊边界条件,并利用有限差分法进行数值求解,得到了轴承中速度分布和压力分布规律,进而求出轴承的承载能力。     

用应力模型计算旋风分离器的流场

采用一种适合于强度旋流的代数应力湍流模型对旋风分离器的流场进行了数值模拟，结果揭示了强旋流中湍流各向异性的特点，显示了强旋流所具有的涡结构及旋风分离器气动分离的机理。     

用克莱默斯方程研究颗粒湍流扩散

本文提出了基于Fokker-Planck方程两相流模型,并求出一维模型－克莱默斯方程的精确解,由该妥来模拟湍流衰流场中颗粒流扩散和,对D =5μm和Dp＝57μm两种颗粒都能较好地与实验值相吻合。     

蜗壳内湍流流场的单向流线上风有限元法数值计算

本文采用单向流线上风Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元法,并采用压力速度同次插值函数,求解了形状比较复杂的涡轮蜗壳内二维可压缩湍流流动。