高压下氢气-乙醇球形膨胀火焰的层流燃烧速度和火焰不稳定性研究

在初始温度为400 K、不同的初始压力（0.1 MPa、0.4 MPa）、氢气比例（70%、80%）和当量比（0.7～1.4）条件下进行氢气-乙醇预混燃烧实验,使用高速纹影技术记录火焰传播图像。对氢气-乙醇球形膨胀火焰中的层流燃烧速度（LBV）进行实验研究,发现LBV随着氢气比例的增加而增加,压力升高却有着负影响。对火焰发展不同阶段的火焰形貌进行了研究。当火焰表面的大裂纹分裂出现小裂纹并且导致新细胞再生时,火焰变得不稳定。通过热膨胀比、火焰厚度和刘易斯数等参数考察了流体动力学效应和热扩散效应对火焰固有不稳定性的影响。结果表明,流体动力不稳定性随着压力的增加而增加,热扩散不稳定性对压力变化的敏感性较低。此外,增加氢气比例或初始压力会导致火焰更早遭受不稳定。     

“CAD/CAPP/CAM基础”教学研究与探索

鉴于CAD/CAPP/CAM技术日益重要,文章研究CAD/CAPP/CAM课程的教学过程,根据该课程教学现状,对课程教学中存在的问题进行了研究与分析,并提出了多项有利于解决问题的方法,对充分实现该课程教学目的、培养适应社会需要的人才具有重要意义。     

以用户为中心的设计理念在老年产品开发中的应用

为探索以用户为中心的设计(User-centered Design,UCD)在老年产品设计中的应用,以老年人自助换鞋器为例对老年人换鞋过程进行需求分析,从老年用户视角拟定评价指标集,实现对设计方案的量化评估.通过对老年人换鞋过程的详细观察和对老年人自助换鞋需求的深入访谈,依据得出的不同用户需求特征,对自助换鞋器进行方案设计.在此基础上,通过用户调研确立了设计方案的评价指标集,实现了对多个设计方案的模糊综合评价.量化分析方法能提高方案设计的合理性和方案选择的科学性,为老年产品的设计实践提供参考.     

短特型喷管三维型面气动优化设计

以某型冲压发动机的喷管为研究对象,为进一步提高发动机的推力,采用双圆弧法建立了短特型喷管的物理模型.以发动机推力为优化目标,利用自动优化平台,集成了参数化建模和喷管流场数值模拟,并运用ASA和SQP组合优化策略对喷管的内型面进行气动优化,优化后,发动机轴向推力提高了1.16%,从而改善了冲压发动机的性能.对优化前后喷管的扩张损失进行了比较和验证,证明优化结果是可信的.优化结果表明:通过对喷管型面进行组合优化可以提高发动机的推力,这种方法十分有效,能够快速获得最优解,可用于喷管的优化设计.     

固冲增程炮弹三维流场数值仿真

为进一步进行优化设计,提高冲压增程炮弹性能,建立了冲压增程炮弹的三维计算模型,采用Nader-Stokes理论、以Fluent流场计算软件为平台对固冲增程炮弹进行了三维流场数值仿真.对冲压增程炮弹的流场结构与阻力特性进行了比较分析.结果表明:在非设计状态下(M=2.5)的总阻力系数比设计状态下(M=3.0)的要大,主要是由于空腔及底部的阻力变化所引起的.在攻角变化的情况下,结果亦然.从而为冲压增程炮弹的总体设计提供了重要的理论依据.     

纳米添加剂对麻疯树甲酯和乙醇混合物蒸发特性的影响

采用悬浮液滴技术研究在873 K和973 K的环境温度下,麻疯树甲酯-乙醇混合物(J70E30)添加不同质量浓度的Fe3O4纳米粒子(0.25%、1%、2%)燃料液滴的蒸发特性。结果表明,在873 K和973 K两个温度下,含有不同浓度的纳米流体燃料液滴蒸发过程均可以分为瞬态加热阶段、波动蒸发阶段和平衡蒸发阶段,三种Fe₃O₄纳米粒子浓度液滴的归一化平方直径在平衡蒸发阶段符合d2定律。在873K温度下,由于纳米粒子较强的布朗运动导致传热效率提高,促进了燃料液滴蒸发速率,其蒸发速率随着纳米粒子浓度增加不断提高;在973 K温度下,纳米流体燃料液滴的蒸发速率则是先减小后增大,但在973 K温度下纳米流体燃料液滴蒸发速率要大于其在873 K时的蒸发速率。     

乙醇-氢气-空气混合物层流燃烧特性研究

氢气是一种高效的添加剂,可以改善生物质燃料的层流燃烧特性。为研究氢气对乙醇-空气预混层流火焰燃烧特性的影响,利用定容燃烧弹结合高速纹影摄像技术,系统研究了初始温度为400 K,初始压力为0.1 MPa和0.4 MPa,氢气含量为0%、10%、30%、50%、70%和90%,当量比为0.7 ~ 1.4时的氢气-乙醇-空气混合燃料的层流燃烧速度（LBV）、火焰厚度和马克斯坦长度等参数,并采用辐射校正公式使LBV更加精准。通过数值仿真构建预混火焰模型,与实验结果进行对比。结果表明,氢气比例的增加可以提高混合燃料的层流燃烧速度。当氢气比例小于50%时,LBV随氢气比例的增加线性增长。而当氢气比例大于50%,LBV随氢气的增加呈指数增长。初始压力的上升虽然降低了LBV,但提高了LBV的增长率。此外,随着氢气比例和初始压力的增加,火焰厚度减小,马克斯坦长度降低,火焰的不稳定性增强。     

论机械工程专业学位研究生培养过程中导师作用的发挥

培养专业学位研究生是国家人才培养的重要决策,导师作用的发挥关系到专业学位研究生培养的成败,针对当前机械工程专业学位研究生导师的现状,分析了导师在培养过程中存在的问题,并结合培养经验提出了充分发挥导师作用的对策与措施,对实现专业学位研究生的培养目的具有重要意义。     

超音速进气道三维流场数值仿真与性能分析

减小冲压增程炮弹特别是进气道的阻力,可以提高炮弹的射程。建立了冲压增程炮弹超音速进气道的物理模型,采用N-S方程,并运用有限体积法对进气道进行了三维流场的数值仿真,得到了超音速进气道的流场结构图及性能参数,有利进行分析。重点研究了攻角对超音速进气道性能的影响。理论计算了进气道的总压恢复系数,并对进气道总压恢复系数的理论计算值与数值模拟值进行比较分析,基本一致。得到的结论为冲压增程炮弹提供了设计有效参考。     

固体火箭发动机特型喷管的型面设计

为了提高发动机的推力,采用双圆弧法设计了固体发动机的特型喷管,利用自动优化平台,集成了参数化建模和喷管流场数值模拟,以发动机推力为优化目标,运用模拟自适应退火算法和序列二次规划算法组合优化策略对喷管内型面进行了气动优化,利用Gambit内部函数解决了参数空间配对问题.优化后,喷管的能量转化率得到了提高,推力提高了3.07%.此方法可用于喷管的实际设计中.