一种摆动喷管的流场和传热特性研究

针对某球窝式摆动喷管,采用两方程k-ε湍流模型,在摆动角度为0°和6°的情况下,对喷管内部流场进行三维数值计算;根据计算的流场,对喷管进行了传热数值模拟.分析了两种不同摆角对喷管内流场和热防护层的传热性能产生的影响.研究结果表明,该型喷管在小范围摆动时,喷管内流场变化较小,喷管入口处的流场发生偏转;喷管外壁面温度变化趋势基本保持一致,内壁面温度存在差异,喷管的热防护性能满足发动机的工作需求.     

某脉冲发动机传热特性分析

为研究侧喷管脉冲发动机的传热性能,运用流体计算软件对发动机进行流固耦合换热数值计算,分析发动机工作过程中的瞬态换热.数值计算结果与试验结果的一致性较好,验证了数值方法的准确性.研究结果表明:不同材质基座的温度场结构基本一致,由于材料热物性的不同,壁面的温度梯度会存在一定的差异;燃气的涡旋流动是造成内壁面高温及烧蚀主要原因,烧蚀产生的金属氧化物颗粒会加剧燃气的侵蚀效应,铝质基座需具备热防护部件.     

过载对固体火箭发动机影响的研究

通过发动机的地面旋转过载试验,获得了在旋转过载条件下固体火箭发动机的性能曲线及绝热层的烧蚀率,经与地面静止点火试验数据对比分析后认为:降低推进剂的铝粉含量,可以减轻粒子流对绝热层的烧蚀、冲刷作用;同时优化喷管型面,可以减少粒子沉积,减轻粒子流对喷管的烧蚀冲刷作用。     

液体火箭发动机喷管附面层计算

附面层引起的摩擦损失直接影响液体火箭发动机喷管效率,喷管附面层的计算对发动机性能的评估和提升具有重要意义。编制的用于计算液体火箭发动机喷管附面层的Fortran程序,对某型号发动机喷管的设计型面进行了计算,并讨论了附面层沿壁面的发展规律。结果表明:程序计算结果与CFD软件计算结果接近,对计算型面进行修正后比冲性能有所提升;在同样精度要求下,采用Fortran程序进行喷管附面层计算更方便,可显著缩短计算时间。     

火箭冲压发动机无喷管助推器分析

介绍了无喷管固体火箭发动机性能计算的基本架设、控制方程和装药燃速的处理,对影响无喷管助推器性能设计的火箭冲压发动机主要要求、影响进行了分析,围绕装药长度、冲压喷管尺寸、推力要求等设计约束条件对无喷管助推器设计的影响进行了分析与计算,给出定量计算结果和研究结论．同时,介绍了一种提高火箭;中压发动机无喷管助推器性能的新方法、新方案：冲压喷管共用结构方案．     

波载形高超音速巡航导弹与超燃冲压发动机的性能分析(续)

提出了波载体结构与一体化超燃冲压发动机的高超音速巡航导弹的性能计算方法,可求得不同波载体的升阻比和平面-容积比。燃烧室性能分析方法中包括了燃烧室截面积变化、空气和氢混合反应的热释放分布、热传导、摩擦、当量比和比热比对性能的影响。然后,基于二维最短喷管长度的无粘理论,进行了半壁喷管的分析。在喷管推力和升力计算及型面设计中,考虑了层流粘性的影响。最后,以平直压缩面波载型前体和一体化超燃冲压发动机构成的高超音速巡航导弹总体结构为例,进行了设计计算。     

火箭发动机喷管喉部和扩散段的温度测量和传热计算

本测试技术用于记录火箭发动机喷管喉部和扩散段的瞬时温度,计算喷管喉部内的传热,研究喷管绝热材料的碳化和烧蚀现象。文中给出了喷管绝热材料中温度分布及碳化层位置、速度和厚度随发动机燃烧时间的变化关系;叙述了利用热电偶测量过澎胀喷管中的气流分离     

波载形高超音速巡航导弹与超燃冲压发动机的性能分析

提出了具有波载体结构与一体化超燃冲压发动机的高超音速巡航导弹的性能计算方法，可求得不同波载体的升阻比和平面－－容积比。燃烧室性能分析方法中包括了燃烧室截面积变化、空气和氢混合反应的热释放分布，热传导，摩擦当量比和比热比对性能的影响。然后，基于二维最短喷管长度的无粘理论，进行了半壁喷管的分析。在喷管推力和升力计算及型面设计中，考虑了层流粘性的影响。最后，以平直压缩面波载型前体和一体化超燃冲压发动机构     

非同轴喉栓式推力调节喷管性能影响因素分析

为了研究非同轴喉栓式推力调节喷管的性能影响因素和影响规律,文中建立了喉栓式喷管的等效喉部面积计算方法,通过数值模拟得到了喷管喉部型面、喉栓直径、喉栓型面、非同轴角度等因素的变化带来的影响。分析结果表明:喷管喉部型面和喉栓型面均采用直锥体形,更有利于推力的线性控制,非同轴角度的变化对调节性能几乎没有影响,但喉栓直径对调节影响较为显著,应在满足推力调节比的情况下,采用最合适的大小。     

射流推力矢量喷管粒子沉积特性数值模拟

运用粒子轨道模型对基于激波控制的三维轴对称收缩扩张喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～100μm不同直径粒子的沉积特性。计算结果表明:主流中粒子的沉积部位主要集中在喷管的收敛段和喉部附近,粒子直径越大,沉积区域越大,大沉积率越高;二次流中的大尺寸粒子会对扩张段壁面造成烧蚀。射流推力矢量喷管的热防护设计应充分考虑到二次流中粒子对壁面的烧蚀。     

某型运载火箭发射流场数值模拟

为了更真实地反映发动机尾焰流场的特征,以某型运载火箭为例,对其流场数值进行模拟.运用计算流体力学方法,以3维双喷管发动机为模型,考虑尾焰工况为氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气组成的混合气体,对运载火箭的发射流场进行模拟仿真,分析尾焰流的近场激波系结构和参数分布特征等.分析结果表明:混合气体情况下的流场各个参数分布和激波系结构与理论分析结果一致,地面上距离喷管中心1 m位置处受最大压力,大约为0.4 MPa,在两喷管中心温度最高,为2700℃,为后续相关实验测量提供了参考和理论依据.     

直通导叶式旋流管的研究现状及发展趋势

在查阅、梳理和分析国内外资料的基础上,对直通导叶式旋流管的研究情况和应用现状进行了综述,并结合作者自己的观点提出了今后旋流管的研究重点和发展趋势.     

基于水下运动目标流场信息的仿生探测原理

鱼类侧线器官利用水介质的流动信息进行环境感知与探测,该原理为水下探测技术提供了新的发展方向。基于鱼类侧线的仿生探测原理,研究以运动目标绕流场为信息源的目标探测原理问题,建立了球头圆柱体绕流的仿真分析模型,结合势流理论分析和仿真规律分析,初步揭示了水中运动体目标特性与运动体绕流场特征参量之间的关联规律,即通过对曲线峰值、谷值、斜率的计算获得了与运动体速度、长度、半径、观测点信息相对应的特征参量,探索了利用水下运动体绕流场信息进行目标探测的可行性。     

基于CATIA的柴油机缸内气体流动研究

利用CATIA软件建立WD615.67A柴油机的气道-气门-气缸的三维几何模型,应用所建立的模型研究了在发动机气门最大升程时,缸内流场的变化规律.柴油机在气门开启后,在气门底部存在一个低压区域,形成了局部滚流.在离气门比较近的区域压力分布极不均匀;但是在气缸中压力分布基本稳定.     

超燃冲压发动机尾喷管数值分析

采用某软件对非对称喷管进行数值模拟,通过与NASA试验数据进行比较,验证了运用该软件对超燃冲压发动机尾喷管流场计算的可行性。对自行设计的超燃冲压发动机尾喷管进行数值模拟,考察了外部流场参数以及静压比对喷管性能的影响,为发动机喷管的性能评估提供了参考依据。     

气动阀门发声器内流场的数值仿真

利用CFD软件Fluent建立了一个气动阀门发声器3D模型，模拟了其内流场分布规律。结果表明，气动阀门与谐振管共同作用，会对发声器内流场的速度和压力分布产生很大影响。模拟结果表明，Fluent对气动发声器内流场模拟结果合理，用于气动发声的设计与优化具有良好的前景。     

基于动网格的某发射装置流场数值模拟

为了研究某型发射装置在发射过程中的流场特性,建立了该发射装置的弹道模型,耦合其发射弹道模型并利用Fluent动网格技术,对包含弹运动的发射装置炮口、炮尾同时有火药气体喷出情况下复杂流场进行了数值仿真,仿真得到了发射装置在整个发射过程中流场的形成与发展变化;并对炮口与炮尾流场的变化规律进行了详细的分析,通过监测炮尾、炮口相关区域的冲击波,得到整个过程相应区域的超压值,对于预测冲击波在相关区域产生的危害具有指导意义。     

含动边界的膛口流场数值模拟

膛口流场是一种非定常、多相并带有强激波间断和剧烈化学反应的复杂流场.采用基于局部网格重构法的非结构动网格技术处理弹丸运动造成的网格变化,给出一系列按时间顺序排列的膛口流场数值计算结果,描述了复杂的膛口流场形成发展过程,实现了含运动弹丸的膛口流场的数值模拟.结果表明,在弹丸射出初期弹丸在影响膛口流场的同时,也受膛口流场的影响,速度增加,弹丸穿出冲击波后,出现弹头激波,速度减小.计算结果与实验结果相符合,表明数值计算方法是合理可行的.     

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。     

头部偏角对气动特性影响规律研究

为了获得头部偏角对气动特性的影响规律,首先对弹体表面不同位置的压力变化进行了试验,并以此修正和验证基于头部偏转弹的数值计算模型,并进一步计算不同马赫数和不同头部偏角情况下对升力、阻力和俯仰力矩影响规律。结果表明,头部偏转对弹体表面影响效果十分显著,远远大于同一角度攻角对压力大小的改变量。较小头部偏角和马赫数下的阻力与原型弹偏差不大;随着头部偏角的增加,升力和俯仰力矩会迅速增加。对于在某个头部偏角情况下,存在唯一一个使飞行稳定的最大马赫数。