燃烧室壁面冷却特性数值模拟

针对航空发动机与燃气轮机燃烧室温升提高带来的壁面冷却问题,采用数值模拟方法研究多斜孔、复合角、冲击/气膜3种不同壁面结构形式的冷却特性,对比分析燃烧室近壁面流场和温度场分布以及有效温比与阻力损失随冷却孔尺寸的变化规律。研究表明:在冷却空气质量流量保持不变时,改变冷却孔直径对3种壁面结构的冷却性能会产生显著影响,孔径越大,阻力损失越小,冷却效果越好;在冷空气单位面积质量流量为20 kg/(m~2·s)条件下,当多斜孔孔径由0.3 mm变为0.8 mm时,平均有效温比从0.775减少到0.451,阻力损失从0.117增加至0.140,热侧壁面平均温度升高280.316℃;冲击/气膜冷却结构明显优于相同孔径的复合角冷却结构与多斜孔冷却结构;冲击/气膜冷却结构后导流环处有效温比最高可达到0.95。     

试论试验检测工作对保证公路工程质量的重要性

随着中国社会经济的高速发展,交通运输在国民经济发展中的作用将会越来越突出,公路作为交通运输中重要的枢纽,公路的质量问题是关乎经济发展大计和广大人民群众日常出行的重大民生问题。试验检测工作从公路的工程质量控制、评定,工程进度的掌握,工程造价的预算等方面着手,加强监管工作,全力提高公路的工程质量,是目前为止衡量和反映公路工程质量最为直接、有效的手段和方法,具有重要的社会意义和实际价值。     

抗热冲击稳压器双锥密封结构设计优化研究

通过开展稳压器双锥密封结构温度分布仿真、密封性能分析，获得了密封结构的温度分布和密封面接触应力随时间变化的规律，结合试验现象，确认了温度骤变带来的热冲击是双锥密封结构泄漏的诱因。为提高该密封结构对温度变化的适应性，提出了一种双锥密封结构的抗热冲击技术，即:将一种结构简单且便于安装的抗热冲击屏蔽应用于双锥密封结构，以提高其抗热冲击能力。计算结果表明，该技术有效降低了稳压器双锥密封结构承受的热冲击，对抑制人孔密封处的泄漏效果明显，提高了密封结构的可靠性。      

ARCS-4程序系统临界物理模拟实验验证

SARCS-4程序系统是中国核动力研究设计院自主研发的新一代中子学程序包,需对程序展开工程验证,完善理论模型,提高计算精度。利用成熟燃料元件,设计并制造出与新型燃料组件结构相似的模拟组件。利用模拟组件构造了3种堆芯布置并进行模拟实验,验证SARCS-4程序系统的正确性和可靠性。按照单变量准则和多样化准则,考察控制棒、可燃毒物棒、围板和堆芯布置等因素。模拟实验临界棒位校核分析表明:堆芯泄漏、围板效应、控制棒和可燃毒物棒效应是影响校核精度的主要因素,SARCS-4计算程序系统对模拟实验的整体计算精度相对较高,特殊布置堆芯仍需进一步提高计算精度,后续将通过进一步的实验和研究开展持续验证和改进。      

低排放燃烧室燃料空气预混均匀性研究

为了解决燃料与空气均匀预混的问题,以气态燃料-低排放塔式同轴分级燃烧室为研究对象,采用数值模拟与实验设计数理统计方法相结合,研究了主燃级叶片角、叶片数、燃料速度和单面孔数对燃料和空气预混特性的影响,筛选出对燃料空气预混均匀性影响的显著项,并拟合得出均匀性的预测公式。结果表明：单面孔数及其平方项对预混均匀性影响最大;燃料速度与叶片角、燃料速度与单面孔数的交互效应其次;叶片数、叶片角、燃料速度及其平方项和交互项对均匀性的影响最小。     

双点激光点火直接起爆的数值模拟

针对双点激光点火直接起爆过程中爆轰波的形成、发展和传播问题,采用高精度数值模拟方法求解带化学反应的二维欧拉方程组,研究了不同环境压力情况对流场结构与波系变化的影响.结果表明,环境压力会影响激波强度与爆轰波的传播速度,是决定双点激光点火形成的火核在碰撞过程中能否实现爆轰并维持爆轰波传播的重要因素,利用双激光点相互作用形成强反射激波,有助于实现可燃气的直接起爆;当环境压力在15~120 kPa之间时,火核的碰撞实现了直接起爆,流场中形成稳定传播的爆轰波;爆轰波锋面上横波的碰撞与三波点形成是维持爆轰传播的重要机制,随着环境压力的升高,爆轰波锋面三波点数量增多,横波的传播机制发生改变.     

进气畸变对回流燃烧室性能的影响研究

针对燃气轮机实际运行过程中不同火焰筒之间的空气流量畸变问题,以回流燃烧室为研究对象,开展三维数值模拟,分析进气流量改变对燃烧室多物理场分布特征和燃烧室性能的影响。结果表明：进气流量偏离理想设计对燃烧室回流区结构、温度场、总压恢复系数和燃烧效率等参数产生不利影响,而对燃烧室空气流量分配比例、主燃孔和掺混孔射流深度等参数的影响不明显;随着进气流量的减小,燃烧火焰拉长,燃烧室出口温度均匀性变差,燃烧效率急剧降低。     

前缘气膜孔对涡轮静叶冷却效果影响的数值模拟

采用全三维数值模拟技术，利用k—ε双方程湍流模型和SIMPLE算法，通过求解三维粘性可压缩Favre平均Navier—Stokes方程。对某新型燃气轮机第一级气膜冷却静叶叶栅的三维湍流流场进行了数值模拟。分别通过改变燃气轮机前缘气膜孔的参数，计算出叶片外表面的温度分布和冷却空气流量大小。结果表明，前缘气膜孔的直径、数目以及射流方向对叶片表面冷却效果的影响是非常显著的。从而提出了一种叶片前缘气膜冷却设计的新方案，为工程设计提供了有价值的参考。