导弹垂直发射出筒过程中通气空泡流研究

将通气空泡技术应用于导弹水下垂直发射出筒过程,通气空泡是高速航行体获得稳定空泡的一种重要技术。采用基于Mixture多相流模型的有限体积法求解RANS方程,结合动网格技术,对水下垂直发射导弹出筒过程的轴对称流场进行了数值模拟,研究导弹的流体动力特性和通气空泡的演化。结果表明通气空泡可减小导弹出筒过程中的阻力和改善导弹的流体动力载荷。     

水轮机筒阀动水关闭特性的数值模拟

为了模拟水轮机发生飞逸时筒阀的动水关闭过程,运用RNG κ-ε湍流模型、动网格和滑移网格技术,进行了筒阀运动的三维非定常数值模拟,分析了筒阀的流量特性、轴向液动力变化趋势、水头损失特性和筒阀不同行程处的速度分布.通过这些水力特性的分析不仅可以预测水轮机的工作状态,而且可以确定筒阀运动的执行机构--多液压缸同步运动系统的设计和操作参数,其结果已经应用于云南省南沙水电站筒阀系统的前期设计工作中.     

考虑横向流影响的水下齐射载荷特性研究

该文围绕多细长体水下垂直齐射载荷特性,采用VOF多相流模型、k-ε湍流模型和分层嵌套动网格等仿真技术,结合自定义函数(User-Defined Function, UDF)编程模拟的不同水深环境,并考虑艇速、筒口结构形式、筒盖和均压气体等对水下齐射过程流场状态的影响,建立了考虑横向流影响的水下齐射三维非定常多相流场仿真模型,获取了筒口流场状态、相邻位置压强载荷及海水倒灌情况等。仿真结果表明,在一定齐射间隔条件下,前发发射后筒口气泡发展及海水倒灌过程会对后发发射产生一定影响;横向流除作用于弹体产生横向载荷外,也对弹体离筒后的筒口气泡发展演变有着较大影响。该研究方法和结论可为水下齐射发射方案论证及齐射安全性分析提供相关指导。     

潜射导弹水下垂直自抛发射过程研究

研究了潜射导弹水下垂直自抛发射过程中的复杂多相流动问题。采用多相流mixture模型，考虑了流体的可压缩性、黏性、重力作用、气水掺混效应和能量交换等各项因素。应有限体积法（FVM）和Simple算法，求解气水两相混合介质的RANS方程和standard k-ε湍流模式。运用自编UDF模块和动网格技术，实现了导弹出筒过程中弹体运动与气水流场的耦合求解。计算结果揭示了潜射导弹水下垂直自抛发射过程中发动机喷管和发射管内复杂多相流动的演化、流场结构和流体动力特性。     

基于LBM伪势模型下的三维大密度液滴撞击壁面数值研究

伪势多相MRT-LBM(多重松弛时间格子玻尔兹曼方法)模型由于理论简单,自动形成两相界面等特点,被大量应用于多相流中的液滴撞击以及气液相变等数值模拟问题。该文基于二维和三维大密度伪势MRT-LBM模型,研究了三维条件下的单液滴和连续双液滴撞击壁面过程。结果表明:三维MRT-LBM能很好地实现对单液低撞击过程的模拟,且能精确地捕捉不同润湿特性下的撞击过程。该模型在液滴碰撞的模拟中与实验结果吻合程度较高,较高的液滴雷诺数与亲水程度有利于液滴在壁面上的铺展。     

喷管不同摆角对水下发射导弹受力的影响

论文研究了带摆喷管推力矢量控制系统的导弹水下垂直发射时,不同喷管摆角对三维水气流场的非定常发展变化过程及对导弹受力的影响。采用燃气泡物理模型,通过水气流场的耦合计算研究燃气与水的相互作用,运用欧拉-拉格朗日和时间步进的方法跟踪燃气泡自由面。以三维欧拉方程为控制方程对喷管和燃气泡内的三维气流场进行数值计算,根据燃气泡不断运动变化的交界面生成贴体动网格,在贴体坐标系下采用无波动、无自由参数、耗散的差分格式(NND差分格式)数值求解三维气流场。采用势流理论,以拉普拉斯方程为控制方程,利用三维Hess-Smith方法数值求解了导弹与燃气泡周围的三维水流场。给出了不同时刻泡形的变化,气流场内马赫数、压力的演变规律,导弹受力及力矩。通过多个工况的对比计算,研究了喷管摆角对导弹受力及水气流场的影响。     

二维水翼局部空泡脱落特性数值分析

空化是水动力学中特有的一种物理现象,研究空化现象对改善水力机械和舰船推进器性能具有很现实的工程意义,发展空泡流动的数值模拟技术是现在空化研究领域中的热点.本文通过Fluent软件提供的二次开发接口,把基于状态方程的空化模型添加到Fluent软件中,并采用非线性汽、液湍流黏性计算模式实现了二维水翼定常、非定常空泡流动的数值模拟.计算的定常空泡翼型表面的压力分布与试验吻合较好,模拟了非定常空泡从初生、发展、断裂、脱落以及在下游溃灭的整个过程.揭示了空泡内部流动结构和非定常周期性脱落的原因.通过数值模拟与试验对比,研究了空泡脉动的数的规律.     

快速闸门断流的轴流泵起动过程三维数值模拟

针对轴流泵机组起动过程的研究是泵站安全稳定运行研究的重要环节。为了准确捕捉轴流泵机组在起动过渡过程中的动态特性,建立轴流泵机组的全流道三维模型,采用三维CFD计算软件Fluent,利用基于有限体积法的动网格技术,配合VOF多相流模型对快速闸门断流的轴流泵机组起动过程进行了三维瞬态数值模拟,获得了轴流泵机组起动过渡过程中的流态变化及外特性参数的变化规律。闸门开启时间为60s时,机组起动扬程在12s时达到最大值2.76m,为运行扬程的1.28倍。减小快速闸门开启时间能够降低机组最大起动扬程,但同时会加剧回流及闸门处的水流撞击。计算结果表明:动网格技术结合VOF多相流模型可以较好的应用于快速闸门断流的轴流泵机组起动过渡过程数值模拟中,其结果可为泵站水力设计及轴流泵机组的过渡过程研究提供参考。     

绕轴对称体三维非定常空化流动的数值与实验研究

采用数值和实验相结合的方法研究了绕轴对称体三维非定常空化流动现象。实验中,采用高速摄像的技术和动态测力系统对绕半球型和平头型轴对称体的非定常空化流场及其动力特性进行了分析,观察了在不同空化数下,绕半球型和平头型轴对称体的空泡形态;测量了轴对称体受到的阻力,并对阻力信号进行了时频分析,得到了在非定常空化阶段,轴对称体动力特征频率。基于实验现象,发展了一种基于密度修正的分域空化流动的计算方法,并与实验结果进行了对比,结果表明:该方法可以较好的模拟绕轴对称体三维非定常空化流动现象。绕不同头型轴对称体的空化流场结构均存在明显的三维非定常流动特性,并且,空化流场形态与动力特征频率存在高度的相关性,不同头型轴对称体的非定常空化流场结构存在较大的差异,半球型轴对称体空泡流动的脉动主要是空泡尾部的高频小脱落引起的,而平头型轴对称体的空泡流脉动成分主要是大尺度的漩涡空泡团的周期性脱落。     

用密度函数法对自由表面进行数值模拟

本文从二维非定常N-S方程出发，提出了一种处理自由表面问题的数值方法。引入密度函数法(density-function method)追踪自由表面，在密度函数的传输方程中采用TVD格式达到了二阶精度。对均匀来流中的非定常不可压方柱绕流进行了数值模拟。数值结果成功地捕捉了自由表面波动以及漩涡的生成、分离的时间发展历程。同时验证了本方法的有效性。     

依法分水 统一调水 管好用好宝贵黄河水

<正>黄河流域水资源短缺、供需矛盾突出、生态环境脆弱,水资源管理对象点多线长面广,监管工作量大、任务艰巨。水利部黄河水利委员会积极履行流域机构管理职责,贯彻落实新时代治水方针,紧紧围绕"水利工程补短板、水利行业强监管"水利改革发展总基调,以问题为导向,全面强化黄河水资源监督管理工作,满足流域对水资源保障、水环境友好、水生态安全的要求。     

盾构始发反力架结构设计及应用效果分析

本文以北京市南水北调配套工程东干渠工程施工第二标段盾构区间盾构始发施工为背景，介绍了盾构始发反力架的结构设计情况，并通过对盾构始发阶段的反力架受力监测数据分析，验证了其结构设计的合理性。研究表明：该反力架能够很好地满足盾构机始发时的稳定推进和姿态控制要求，对今后同类工程施工有很好的借鉴作用。     

南水北调配套工程中盾构始发 与接收技术

以北京市南水北调配套工程南干渠工程施工第十三标段盾构施工为例,总结了盾构始发与接收技术。十三标工程自5#盾构井下井始发,先后穿越了40#～42#排气阀井后,抵达5#盾构接收井,完成标段内隧道掘进。本工程线路中间设置40#～42#排气阀井,排气阀井先行施工,盾构后续穿越,共四次始发、四次接收,进出洞频繁。最终通过盾构技术的应用及合理的施工筹划,顺利实现穿越,并实现连续两月盾构月掘进过千米的记录。     

在广西全面开展悬移质泥沙简测的可行性和重要性

通过对百色等水文站泥沙资料分析 ,并结合广西河流及泥沙特性和社会对泥沙资料的精度要求 ,得出了在广西实行悬移质泥沙简测的可行性。为满足广西国民经济可持续发展需要 ,提出了在广西改革悬移质泥沙测验方式的必要性和紧迫性     

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力预示方法研究

水下航行体垂直发射尾部空泡形态与压力准确预示是航行体轴向速度设计的重要依据。该文基于对尾空泡形态发展演变的基本规律的认识,结合空泡独立膨胀原理和Rayleigh-Plesset方程,建立了尾空泡非定常发展数学模型,形成了尾空泡形态和压力的理论预示方法,并通过与试验数据的比对,验证了方法的合理性和可用性。此外,还研究了航行体出筒速度、阻力系数、尾空泡初始压力和燃气指数等影响要素对尾空泡压力和形态的影响。     

利用球形气泡模型研究导弹水下点火瞬间的推力状况

本文利用由球形气泡假设所得到的简单数学模型研究了导弹在水下点火瞬间所受到的推力状况。计算结果显示由于水的惯性作用,导弹在水下点火瞬间所受到的推力将急剧增大,推力峰值随着喷管喉部截面积和膨胀面积比的增大而增大。而随着导弹发射深度的增大而减小,导弹所受到的推力在峰值后将出现低频波动。