装配式钢桁架桥三分力系数的数值仿真

为克服风洞试验存在周期长、成本较高、设备复杂等不足,采用数值模拟提取三分力系数方法对某型装配式钢桁架桥梁典型断面三分力系数进行分析。采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,对某型装配式钢桁架桥的三分力系数进行数值模拟。在对数值仿真结果与风洞试验结果对比分析的基础上,对桥梁的3种典型断面三分力系数进行分析,并给出3种典型断面的压力和速度分布图。结果表明:该方法与风洞实验值吻合较好,具有较好的可行性与可靠性,能为该桥的抗风性能分析提供直接的数据支持,并为桥梁结构优化提供参考。     

装配式钢桁桥动力特性的有限元分析与试验

固有频率和振型是反映结构动力特性的重要模态参数,其对于结构优化设计、结构动力学分析及使用状态的评估均具有重要意义。基于有限元软件ANSYS建立了某型装配式钢桁桥的三维空间有限元分析模型,并采用子空间法对其进行了模态分析,得出了相应的模态参数和振型。为验证数值计算结果,基于环境激励的谱分析方法对该桥进行了实装模态测试与分析。比较表明,有限元分析结果和实装测试结果吻合较好,验证了本文计算方法的可信性。在此基础上,结合有限元分析和实装测试结果,对该桥的自振特性进行了分析,为该类桥的动力特性分析提供了参考。     

风洞洞壁干扰数值模拟研究

风洞实验在飞行器研制过程中起着非常重要的作用,但是风洞洞壁的存在对飞行器的气动特性产生了显著的干扰影响,有必要对洞壁干扰做相关研究.针对风洞实验的特点,发展基于"风洞洞壁静压监测反馈调节系统"的数值模拟方法,通过该调节系统使风洞的数值模拟状态达到风洞实验的目标状态,并利用该调节系统对后掠机翼的风洞实验进行数值模拟,将数值模拟结果与实验数据进行对比,对比结果验证了该反馈调节系统的可行性及数值方法的可靠性.此外,利用嵌套网格技术对不同攻角的后掠机翼风洞实验进行数值模拟,并将计算结果与自由来流状态下的计算结果进行对比,研究并分析了风洞洞壁对亚声速及跨声速风洞实验的干扰影响.结果表明,在亚声速情况下,风洞洞壁对流场的影响较小,而对于跨声速流动,洞壁干扰影响较强,激波位置向后移动,且移动幅度较大.     

弹头部圆弧曲线的气动设计

文中应用数值仿真软件对某弹头部的三种设计方案进行了外流场数值仿真,在仿真结果的基础上对弹头部气动参数进行对比分析,得出了较优气动外形.从而验证了外流场数值仿真方法是弹箭气动外形设计的一种快速、高效的方法,相对风洞实验,具有设计效率高,研制成本低的优点.     

火炮发射环境下弹载光电器件结构动态响应研究

为了研究弹载光电器件抗高过载机理,针对火炮发射环境特点,以某型特种弹所用弹载光电器件为例,建立了加装减载组件的弹载光电器件有限元分析模型并进行仿真分析。采用应力波理论,建立了反映弹载光电器件动力学过程的理论分析模型,计算求解作用于镜头的应力、相对位移和相对速度等,得到了弹载光电器件的动力学响应。结果表明：数值计算与仿真模拟结果有较好的一致性,验证了所建立的理论分析模型的正确性,可用于火炮发射环境下不同弹载器件的动态特性研究和抗高过载设计的理论分析。     

EFP成型飞行及侵彻钢靶特性的数值模拟分析

文中采用LS—DYNA软件，以70mm弧锥结合型爆炸成型弹丸（EFP）侵彻40mm厚45#钢靶数值模拟过程为例，针对弧锥结合型EFP成型、空中飞行和侵彻钢靶过程的特性进行了研究。模拟结果与试验结果相吻合，表明采用的数值模拟方法正确，结果分析合理。为弧锥结合型EFP的研究提供了方法和有价值的特性规律。     

同时起爆串联战斗部数值仿真及实验研究

设计了一种同时起爆串联聚能装药战斗部,在对战斗部前后作用时序和匹配特性分析的基础上,运用Autodyn软件对串联战斗部前后级成型和钢靶侵彻过程进行数值仿真并试验验证。结果表明:当串联战斗部前级采用成型速度较快的K装药,后级采用成型速度较慢的亚半球形罩,可实现前级和后级对钢靶的接力侵彻,达到增加穿深并兼顾扩孔的目的,在仿真基础上,进行了串联战斗部对钢靶的侵彻试验,数值模拟结果与试验结果较吻合。为串联聚能装药技术的进一步研究提供参考依据。     

双层环形桁架可展天线机构运动特性与动力学分析

为改善单层环形桁架式可展天线在大口径时刚度较低的问题,设计一种双层环形桁架可展机构,作为大口径星载天线的支撑与展开机构。对双层环形桁架可展天线进行结构分解,绘制闭环可展机构单元的旋量约束拓扑图,分析机构自由度,得出双层环形桁架可展机构只有一个自由度;基于螺旋理论分析各个构件的旋量速度,通过矢量运算得到各个构件的角速度和质心线速度,并得到速度雅可比矩阵;利用旋量导数分析机构中各个构件的旋量加速度,计算得到各个构件的角加速度和质心线加速度;基于牛顿-欧拉方程和虚功原理,建立整体双层环形桁架可展机构的动力学方程,进行数值计算与仿真验证。研究结果表明：计算和仿真结果验证了理论分析的正确性;所提双层环形桁架可展天线机构整体结构简单,仅需一个驱动便可顺利展开;基于螺旋理论的运动学和动力学分析方法具有明确的物理意义,且分析过程较为程式化,易于编程。     

聚能射流侵彻运动钢靶的数值仿真

针对聚能射流侵彻运动钢靶的过程进行数值模拟,对比分析炸药性能、炸高和钢靶运动速度对射流侵彻过程产生的影响,以及聚能射流侵彻运动钢靶的毁伤特性.仿真结果表明:运动钢靶速度越高,射流穿透后速度损失越大.为确保对高速运动目标的打击能力,需采用高能炸药作为聚能装药,并合理设计炸高.     

某无人机机翼颤振模型试验研究

推导了相似率比例关系 .依据机翼几何尺寸、风洞特性 ,确定了试验模型缩比比例系数 .计算了机翼振动特性、颤振临界速度的理论值 .通过用梁的动力相似模型模拟机翼振动特性 ;用框段模拟机翼外形 ,论述了颤振吹风试验模型研究的过程     

计算流体力学在车辆冷却风道设计中的应用

建立了装甲车辆冷却风道空气湍流流动与传热的计算流体力学( CFD)计算模型，提出了确定动力舱外计算区域和网格生成步骤及保证网格质量的实用方法，应用商业软件Fluent进行3维数值求解。检验了CFD计算结果精度。将CFD计算模型应用于车辆冷却风道设计中，对风扇导流板空气阻力进行了计算，取得了较好的效果。     

某SUV 气动特性仿真分析与试验研究

针对风洞试验对汽车设计应用的限制,提出采用STAR-CCM+软件进行模拟计算.对某SUV的空气动力学模拟过程与对其进行的风洞试验验证进行详细的描述,比较不同工况下的风阻系数结果,研究不同风速和横摆角下的风阻系数.结果表明,CFD数值仿真方法是可行、有效的,可以大大减少风洞试验的费用,缩短周期.     

基于调谐质量阻尼器的装配式钢桁桥振动控制研究

针对装配式钢桁桥跨度逐渐增大引起的结构振动问题,应用调谐质量阻尼器(Tuned mass damper,TMD)进行振动控制.运用ANSYS软件建立了某型装配式钢桁桥的有限元模型,通过模态分析和谐响应分析确定了受控模态.根据Den Hartog理论对TMD的参数进行设计,分别对无控模型和有控模型进行瞬态动力分析,计算结果表明,在TMD控制下该桥的位移响应和加速度响应均得到了有效抑制.进一步研究发现随着质量比的增大,TMD的控制效果逐渐增强,但增强的幅度逐渐降低.     

FL-24 风洞武器舱舱门动态试验装置

针对先进作战飞机发射或投放武器后,武器舱舱门的高速运动将对周围流场产生强烈干扰的问题,在FL-24风洞中建立了舱门开闭动态模拟试验装置。介绍试验装置的构成,利用舱门和舱内布置的动态及静态压力传感器对如舱门动态载荷特性、舱内气动噪声特性、以及St数变化影响等进行研究,并通过预先分析运动历程,估算驱动舱门所需力矩和电机功率,进行机电系统优化设计,反复调试控制程序,达到舱门转动高速响应、精确定位的目的。试验结果表明:试验装置设计合理,运行可靠,舱门最短开/闭时间约为0.15 s,能够准确模拟舱门高速开闭历程,并可拓展到其他多项试验研究。     

固体火箭发动机燃气舵推力损失的数值分析与测试

燃气舵是实现推力矢量控制(TVC)的一种方式,但在固体火箭发动机(SRM)尾流工作中的燃气舵不可避免的造成一定程度的推力损失,导致发动机性能下降和导弹射程减小.受发动机推力个体差异和量值小限制,给准确测试和评估推力损失数据带来困难.通过数值仿真方法,五分量天平和六分力测力试验,建立了一套相对实用的测试和分析方法,得到了较为精确的推力损失数据,为燃气舵和导弹总体设计提供了依据.     

空空导弹最大发射距离的设计

给出用于空空导弹最大发射距离估算的方法和公式, 这种方法建立在利用马赫数倒数拟合零升阻力系数的基础上, 由此得到弹道设计的解析公式, 可以较精确地估算一自由度弹道, 或确定发动机推力特性。给出一个设计的实例, 并与仿真结果进行了比较。