CAPTURING OF SHOCK WAVES FOR TRANSONIC AND SUPERSONIC VISCOUS FLOWS WITH TVD SCHEMES

利用二阶精度的 Ｔ Ｖ Ｄ 格式,对二维可压缩的非定常 Ｎａｖｉｅｒ Ｓｔｏｋｅｓ 方程进行了数值模拟,获得了跨、超声速区的定常解,并具有良好的激波分辨精度．数值试验涉及到了跨、超声速区的多种马赫数及攻角范围．     

分体滑动导叶可调涡轮激波与载荷波动机制

针对某柴油机用可调涡轮在低速工况下的低效强激波特征,提出并设计了一种分体滑动导叶,并在10%、40%和100% 3个典型开度下进行了定常/非定常数值计算。结果表明：分体滑动导叶在小开度下可实现对间隙泄漏流动的有效抑制,大幅度提高涡轮效率;在10%开度下,分体滑动导叶提高了涡轮10%的峰值效率,同时涡轮效率在40%和全开工况下也有不同程度的提高。此外,通过合理设计转静间距,分体滑动导叶尾缘激波被大幅度削弱。导叶间隙泄漏流和尾缘激波的抑制可有效弱化转子定子干涉强度,降低下游转子叶片表面载荷波动幅值,提高转子叶片的可靠性。     

气波增压柴油机排气管设计与实验

柴油机采用气波增压可有效降低NOx和烟度排放，匹配气波增压器的柴油机需重新设计排气管，除满足安装要求外，就是要保证进入气波增压器的排气压力稳定。设计侧向和中央出口渐扩式排气管，基于三维设计软件CATIA对这2种管进行几何建模及结构分析，确定满足气波增压要求的排气管结构，然后再基于流动分析软件ANSYS对这些试验管进行流动分析，综合考虑确定性能较好的排气管，加工出该管并进行台架实验。实验结果表明：采用该排气管的气波增压柴油机的动力和排放性能，在低转速下优于原机；在中等转速下接近原机；在高转速下比原机差。     

非结构化网格下二维钝头体绕流DSMC数值模拟

本文采用非结构化三角网格为基本网格单元,应用DSMC(直接模拟蒙特卡罗法)方法对超声速稀薄气体钝头体绕流问题进行数值模拟。对不同Knudsen数和不同Mach数下的绕流问题进行数值模拟,得到在高空稀薄气体区域飞行器外部流场变化的一些基本规律。结果表明:随着Knudsen数的增加,激波减弱,激波层厚度增大,激波位置远离钝体表面,壁面热流密度减小;在相同的Knudsen数下,随来流的速度增加,壁面热流密度增大。这些模拟结果对有效的完成飞行器热防护具有十分重要的意义。     

激光切割超音速喷嘴设计

分析了传统喷嘴工作在较高的供气压力下进行激光切割时产生激波的原因及激波对切割工艺的不良影响.为了解决这一问题,提出了一种设计超音速拉瓦尔喷嘴的新方法.这种新型超音速喷嘴包括四部分:稳定段、收缩段、喉部、扩张段.每一部分都是严格按照空气动力学理论进行设计的.这种喷嘴喷射出的气流动量高,流速均匀,边界整齐.利用这种喷嘴进行激光切割,可有效地提高切割质量和切割速度.     

大口径火炮对海射击弹着点检测激波定位模型

对海射击受能见度、目标运动等因素的影响,弹着点检测困难.针对激波稳定性好、受环境因素影响小等特点,提出了一种弹着点检测的激波定位模型,利用试验方法确定弹丸系数,利用传感器阵检测弹道激波,利用射弹飞行时间和落速确定弹道入射方向,综合激波到达时间差和传感器之间的几何关系,从而实现单发弹着点、弹群射的精确检测,将弹着点定位精度提高到10 m范围之内,检测可靠性大于95%.能够用于大口径火炮对海间瞄射击弹着点检测和实弹射击成绩评定,为炮兵对海射击弹着点检测提供了一种准确、有效手段.     

凸轮激波摆动活齿传动的结构及齿形分析

对一种凸轮激波二齿差摆动活齿传动装置的传动原理、结构和特性进行了分析,推导了其中心内齿轮的理论及工作齿形方程,给出了齿形的曲率计算方法并对曲率沿齿形分布的特点进行了分析。在此基础上对齿形进行了MATLAB仿真,并分析了相关参数对齿形几何性质的影响,得到的结果对于中心内齿轮的进一步分析与设计具有借鉴意义。     

地铁车站内爆炸激波传播的数值分析

为研究地铁车站内发生化学爆炸时爆炸激波传播规律,针对典型地铁车站内结构尺寸,利用动力学软件ANASYS/Ls-Dyna14.0进行结构建模,模拟了固定装药量下TNT爆炸时车站内部爆炸激波传播过程,得到了典型地铁车站内爆炸激波超压衰减规律:冲击波初期传播态势紊乱,在传播距离20m以后,呈现平面波特点;爆炸激波在距离爆心5m以内衰减迅速,距离爆心20m以外激波超压峰值衰减缓慢。     

弱激波在气液界面上反射特性的实验

本文介绍了在激波管中进行弱运动激波在气液界面上反射的实验。分析了激波在刚壁管和弱壁管中的反射性质,比较了不同液体介质对反射性质的影响。特别是,激波在柔壁管中血液界面上反射的实验为今后进一步研究激波在生物体内传播打下了基础。     

双螺旋弹簧质量系统动态响应分析

许多工程结构应用了双螺旋弹簧质量系统(如炮闩的复进簧),这种系统的非线性动态响应分析的解法国内外尚属罕见;本文分析计算了在纵向冲击载荷作用下,双螺旋弹簧质量系统中的动态应力变化规律及其最大值;理论计算结果与实验符合良好.这种方法可用来进行双螺旋弹簧质量系统的动态强度设计计算.