高超声速突起物气动热环境预测方法研究

利用地面风洞测热试验、数值仿真方法和工程计算三种方法,基于突起物局部和大面积无干扰区的热流密度的比值系数(干扰因子),进行了全飞行弹道的电缆罩等局部细小复杂外形的突起物气动热环境预测。该方法能有效克服地面测热实验状态不真实、局部细小结构不能布置测点、数值仿真对网格和湍流模型依赖程度高、复杂突起物热环境无工程算法等问题。     

基于数据库的三维复杂外形飞行器表面热流快速计算方法

高超声速复杂外形飞行器气动热环境预计是飞行器设计中的难点问题。发展一种基于数据库、使用数值与工程结合的表面热流快速计算方法,以X-33类飞行器为例,给出气动热数据库的构建方法及基于数据库的快速算法。通过算例比较,验证了方法的计算精度。该方法有效弥补了三维复杂外形飞行器气动热环境数值计算耗时长、工程算法计算精度不足的问题,能够满足高超声速飞行器再入时气动热环境实时预测和新型飞行器开发设计阶段优化设计的需求。     

高超声速气动热环境工程算法

对高超声速飞行器气动热环境工程算法进行研究.基于Prandtl边界层理论,将流场分为边界层外的无粘流场和边界层内粘性主导的区域,并将两者的工程算法相结合,发展了一套高超声速气动热的计算方法.对于无粘流区,边界层外缘参数的计算采用完全气体模型和平衡气体模型,利用等熵条件来确定;在边界层内部,基于参考焓方法,采用经典热流密度公式,确定物体表面的气动加热.采用此方法对一些简单三维外形进行了气动热计算,证明所述方法具有较高的精度.     

CFD方法在小滚转力矩计算上的应用

计算流体动力学(CFD)方法广泛用于飞行器的设计中,但是涉及气流粘性、分离和激波一边界层相互干扰等方面,一般的CFD计算往往不能令人满意.采用精细的CFD数值方法计算导弹的小滚转力矩,通过两种不同差分格式的计算结果与试验结果的对比,证明了Roe'FDS二阶迎风格式比基于FVS方法的二阶迎风格式的计算结果更好,Roe'FDS格式能更好地分辨气流粘性,模拟气流分离;进而采用Roe'FDS格式计算几种不同电缆罩长鼓包布局的小滚转力矩,寻求最小滚转力矩的导弹外形.结果表明,导弹二、一级只有水平2个电缆罩长鼓包时,其滚转力矩远大于二、一级"+…+",分布4个电缆罩长鼓包的情景,而二、一级4个电缆罩长鼓包"+…×"分布较"+…+"分布可进一步减小滚转力矩.     

子弹头部对亚音速气动特征影响数值模拟

文中根据子弹气动理论对子弹外形进行了气动优化讨论.针对带药型罩子弹药可能使用的头部外形,对子弹药简化模型进行了CFD计算和风洞测试.根据计算分析结果认为:内凹、平面、外凸三种子弹头部外形对子弹气动特性的影响集中表现在子弹的阻力系数中,其对子弹升力、偏航力、阻心位置的影响较小,附于子弹侧壁的小尺寸目标探测器导致的不对称性对子弹气动特征影响较小,不带尾翼子弹阻心位置比较靠前端,这可能影响子弹飞行稳定性要求.提出增加尾翼稳定装置来保证飞行稳定.     

空射运载火箭气动外形优化设计

对空射运载火箭的气动外形进行了优化设计,建立了优化模型,采用工程估算方法分析了空射运载火箭的气动特性,评价了估算方法的计算精度,并给出算例分析,最后使用iSIGHT软件进行集成,实现了空射运载火箭的气动外形优化设计.     

高超声速飞行器快速气动设计方法研究

针对概念设计阶段需对众多外形设计方案进行比较、分析和筛选以及大量使用CFD面临的挑战,提出了可用于高超声速飞行器概念设计的快速气动设计方法。该方法运用Open VSP实现对飞行器几何外形高精度参数化建模,气动力计算使用自主开发的一种基于当地表面斜度法和参考焓法的高超声速飞行器气动特性快速工程计算工具。最后以类X-37B飞行器为例进行气动敏感度分析,表明该方法具有较高的效率和精度。     

机载布撒器绕流场数值摸拟

研究机载布撒器绕流场的结构,为气动特性分析和外形改进提供依据.以三维N-S方程为出发方程,采用S-A湍流模型,对机载布撒器的绕流场进行了数值模拟.给出了流场图像和气动特性计算结果,并将气动特性计算结果与实验结果进行了比较分析.气动特性计算结果与风洞实验结果基本吻合,数值模拟结果已得到应用.     

PML边界条件在空腔噪声计算中的应用

通过数值模拟气动噪声对空腔进行外形优化,以达到降低空腔气动噪声的目的。为准确计算流场声压脉动,数值方法采用了大涡模拟(LES)技术,远场边界采用了完全匹配层边界条件(PML),空间格式采用色散相关保持格式(DRP),同时时间格式采用低耗散低色散5级Runge-Kutta(LDDRK5)格式以使得流场耗散和色散最小。通过对三种外形的空腔在来流马赫数0.41时监测点以及脉动流场的分析和判断,采用PML边界条件对内部流场的反射误差很小,可以稳定的吸收出流波动。结果表明,该计算方法可以较好的计算空腔的声压,给出气动噪声最小的最优外形,为空腔降噪优化和气动噪声的计算提供了参考。     

钝前缘乘波体气动特性研究

为研究钝前缘对乘波构型气动特征的影响,设计了具有不同尺度钝前缘的乘波体,采用数值计算对钝前缘乘波体气动特征进行了计算,结果表明钝前缘使得乘波构型流场结构改变,气动特性严重下降.为了兼顾防热要求和气动特征,设计了具有部分钝前缘的乘波构型,数值计算结果表明该外形在保证加热严重区域防热要求的同时能够具有较好的气动特征.     

利用整流罩抛离信息的火箭二级飞行参数辨识

运载火箭二级飞行段主机推力、游机推力、综合比冲、质量流量、火箭二级飞行初始质量参数间存在交联关系,不能同时进行辨识.采用四步骤辨识方法,以整流罩抛离激励时刻为分界点分别使用输出误差法,利用抛罩产生的火箭质量突变信息求解出推进剂质量流量,进而得到其它参数.仿真结果验证了方法的有效性.     

弹性整流罩低空分离仿真及影响因素分析

随着天地往返运载器（Reusable Launch Vehicles，RLV）的发展，整流罩低空大过载分离的应用日趋广泛，气动力、大过载对分离的影响成为当前研究的重点。基于ABAQUS建立整流罩复杂蒙皮桁条结构的完整弹性体模型，对低空大过载分离的影响因素进行仿真分析，结果表明气动力、大过载均会增加分离的难度，气动力的存在有助于减小铰链根部变形，过载则会加剧铰链根部变形。通过与火箭撬加速整流罩分离试验结果进行对比分析，验证了该仿真分析的正确性，并进一步提出了改进意见。     

有效载荷整流罩降噪性能的数值分析和优化设计研究

通过基于SAE的数值分析软件对大型运载火箭有效载荷整流罩的降噪性能进行了分析,结合已经获得的大量试验数据,确定了影响有效载荷整流罩降噪性能的关键参数,并对关键参数进行了优化设计,为有效载荷整流罩结构形式和材料的选择及降噪方案的确定奠定了理论基础和数值依据.     

柔性整流罩地面展开试验仿真分析与飞行状态分离预测

大型整流罩的地面分离试验难以在真空环境下进行,为实现对飞行状态中分离情况的准确预测,需根据地面试验数据修正建立的有限元模型。基于耦合欧拉-拉格朗日算法,对大型柔性整流罩的地面展开试验进行流体与固体耦合仿真分析,获得了整流罩在空气阻力作用下展开的运动特性及呼吸变形,结果表明仿真结果与试验数据一致,验证了该模型及方法的正确性。采用相同模型对飞行状态下的整流罩分离进行仿真预示,并分析了空气阻力、轴向过载对分离特性和呼吸运动的影响规律。研究表明：空气阻力会降低整流罩的运动速度和呼吸运动频率,增大呼吸运动幅值;随着轴向过载的增大,呼吸运动幅度增大;整流罩的呼吸运动与其1阶振型相关。     

卫星整流罩噪声环境预示与降噪设计

应用统计能量分析方法对某型运载火箭整流罩的噪声环境进行了预示,与试验数据对比得到了较好的吻合,通过降噪结构设计可以明显降低整流罩内噪声,可供设计参考.     

CZ—2E整流罩垂直装配型架

简要叙述整流罩装配方法和设备，分析ＣＺ－２Ｅ整流罩的装配精度，介绍了型架的三自由度浮动对接方案及性能指标。     

某型导弹测试系统的测试接口结构研究

基于开关网络-连接器-适配器结构的测试接口设计方案，其电气连接接口是一种虚拟接口，在适配器内部以电缆、插座和电路的形式给出；被测对象接口则涵盖仪器UUT信号电缆和夹具UUT信号电缆2种关键接口。     

一种同轴型脉冲功率电缆的设计与试制

为满足电热化学炮系统工程化研究需求,开展了一种同轴型脉冲功率电缆设计与试制。根据发射试验获得脉冲电流、内部过电压等数据以及商业大功率电缆使用的经验,分析确定了脉冲功率电缆设计指标;基于同轴型商业大功率电缆开展了脉冲功率电缆结构设计,增加了屏蔽加强层和半导电层。屏蔽加强层能抑制外导体芯线错位产生的强电动力,防止电缆变形和爆裂,提高机械强度,改善电磁屏蔽效果;半导电层有助于消除气隙,平衡内部电场。使用有限元分析ANSYS软件对脉冲功率电缆进行了电磁场和热分析,协助开展了电气强度、机械强度和温升特性等辅助设计。针对脉冲功率电缆推广使用中出现的芯线端部拉长、断股与撕裂等现象,为内导体设计了钢芯以提高其抗拉强度。耐压试验与脉冲放电测试的验证结果表明,脉冲功率电缆在25 kV/5min电压作用下无损坏,在幅值203 kA、半峰值时间大于2 ms脉冲电流作用下无形变,满足系统研制要求。     

潜水器用光纤线团应力分布及影响因素

光纤线团是潜水器航行过程实施布放，建立两节点间动态有线通信信道的关键部件，其应力分布状态直接决定水下布放性能。引入光纤微缆径向弹性参数，解释绕制过程光纤微缆的径向变形和径向与轴向变形的关系；建立光纤线团应力分布模型，对光纤线团应力分布随光纤微缆弹性参数、绕制张力的变化规律进行仿真研究，分析各参数对光纤线团贮存寿命的影响，提出光纤微缆和绕制张力设计的优化方向；对比分析线团绕制实测数据，应力分布及浴盆特征参数变化与仿真结论一致。结果表明：光纤微缆轴向弹性模量越小、径向弹性模量和弹性系数越大，有利于光纤线团的结构稳定，但会降低光纤的贮存寿命；而绕制张力越大会降低光纤的寿命，但并不影响光纤线团的结构稳定性。     

卫星整流罩设计与"三化"

对国内外几个典型的运载火箭整流罩进行了综合论述,较系统地阐述了卫星整流罩的组成,功能,结构形式,分离系统以及抛罩试验情况,并对卫星整流罩的设计思想,设计要求及今后如何开展卫星整流罩的“三化”设计提出了具体意见和建议。