氢氧发动机湍流两相燃烧三维全尺寸数值仿真

基于离散颗粒模型,采用单元内颗粒源法对某氢氧火箭发动机湍流两相燃烧流场进行了三雏全尺寸数值仿真。液氧雾化液滴采用Rosin-Rammler分布模型,其质量平均直径采用同轴直流喷嘴雾化模型计算;考虑液氧高压蒸发过程;燃烧速率采用湍流脉动机制和Arrhenius机制共同控制。所得液氧喷雾分布和其它流场参数与试车数据吻合,所提方法可应用于其它火箭发动机内流场的数值仿真,为发动机设计提供基础数据。     

歼击机座舱供气流动边界条件计算模型

歼击机座舱空气分配系统的送风参数是影响舱内流场的重要因素。建立了供气流动边界条件计算模型以获得舱内流场计算的入口边界条件。分别采用该计算模型及传统的均匀供气边界条件对舱内流场进行了数值计算,并通过地面模拟实验验证了数值计算的准确性。计算结果和实验结果的对比表明,采用该计算模型的流场计算精度比传统方法有显著提高。     

裂隙-岩溶介质空间水流数值仿真与流场优化

裂隙-溶隙水流系统的数值仿真具有明显的优点，数值仿真试验可以通过多种数值方法，识别流场特征，刻画流场时空演化规律，本文基于研究区地下水系统概念模型。以非均质各向异性渗流模型仿真裂隙-岩溶水流，用有限元法求数值解，先解逆问题反演求参，再解正问题计算地下水开采资源量，耦合地下水数值仿真模型与线性规划，建立地下水优化管理模型。通过设计地下水降深分布求最优开采量的方法，实现对地下水渗流场的优化调控。     

战斗部虚拟试验贝叶斯假设-检验验证方法

虚拟试验利用大型数值模型研究难以进行试验的物理过程,其结果用以指导各项决策,因此必须对虚拟试验进行验证.分析试验过程中存在的各种不确定性,比较数值模型预测值与模型确认试验测量值,度量数值模型描述与预测物理系统的能力.采用贝叶斯因子结合模型数据与试验数据,衡量数值模型误差是否显著,检验数值模型是否有效.应用战斗部虚拟试验验证实例演示本文的方法.     

液压集成块内部孔道流场的CFD仿真分析

针对液压集成块内部孔道中液流的复杂性流动,应用计算流体动力学(CFD)方法对孔道中的流场进行数值模拟。根据孔道的物理模型建立起相应的数值模型,并对数值模型进行求解;模拟结果表明工艺孔冗余容腔对孔道压降产生影响;分析了流场特征与孔道结构的关系,探讨了造成液流压力损失的原因,为孔道结构的改进提供依据。     

圆筒式磁流变液制动器内流场数值分析

根据圆筒式磁流变液制动器的结构特点,将磁流变液作为宾汉模型处理,在一定简化条件下建立磁流变液内流场计算模型,应用有限体积法分析不同制动速度和磁场强度且磁流变液处于完全屈服状态时的内流场速度分布,应用积分法得到上述条件下的制动力矩,并与理论分析结果进行比较,结果表明:圆筒式磁流变液制动器磁流变液处于屈服状态时内流场速度沿径向呈近似线性分布;制动力矩表现为恒转矩特性;数值分析值稍小于理论结果;该研究为相关产品设计和控制提供依据。     

基于FLOW-3D的筒装料管道水力输送数值模拟

为合理设计筒装料管道水力输送技术, 本文根据筒装料管道水力输送的水力特性, 建立了筒装料管道水力输送数学模型, 并采用FLOW-3D软件对该数学模型进行了数值求解, 同时与试验结果进行了比较, 发现筒装料管道水力输送的压力场和流速场的实测值与模型计算值吻合较好, 说明所建数学模型是正确的, 采用该软件求解是可行的, 可为该技术的工程应用提供理论依据.     

垂直热发射流场研究与计算机仿真

本文着重分析了垂直热发射单喷管流场自由双限制射流流场及其多组分流场参数的计算方法和复杂激波系的数值解,运用Godunov方法在386微机上进行了数学仿真,编制了CAD软件包。     

某炮口制退器的多目标优化设计

炮口制退器的性能是用制退器效率、炮口冲击波超压值、炮口火焰强度等因素的大小来评价的。为得到综合性能优良的炮口制退器结构,采用非支配排序遗传算法（NSGA-II）和流场数值模拟对某扩张喷口炮口制退器进行了多目标优化设计。流场数值计算模型采用二维轴对称欧拉方程进行描述,优化目标取为制退器所受冲击力最大和给定点的超压值最小,优化变量为喷口结构参数。通过优化得到了Pareto最优解集,为制退器的设计提供了非常有意义的参考。     

地下水渗流场可视化动态模拟与应用研究

针对地下水模拟系统缺乏动态处理和时空分析能力,基于有限元数值计算理论方法,以虚拟环境中可视化技术为支撑,提出了地下水渗流场可视化动态模拟的体系架构.设计了虚拟开采井条件下的流场仿真模拟和水位动态模拟算法,并通过建立流场的拓扑结构和特征提取、以及区域布点、质点途经单元的流速计算等,实现复杂流场的连续流线生成与动态跟踪模拟.以北京市平原区地下水渗流场为例,表明所提出的方法能够有效而准确地实现地下水渗流场三维动态模拟与可视化显示.     

侧风状况下轿车气动特性的仿真与实验研究

以获得适合计算侧风气动特性的湍流模型为目的,应用计算流体动力学方法对比了标准k模型、RNG k模型、Realizable k模型以及SST模型对不同横摆角状态下轿车气动特性仿真结果的影响。结果表明,当0时,采用Realizable k湍流模型仿真得出的阻力系数与实验结果最为吻合,误差仅为1.53%,侧力系数的仿真结果与理论分析更为吻合;当3～1 5时,采用Realizable k湍流模型仿真得出的阻力系数与实验结果相比误差最大为0.96%,侧力系数的仿真结果与实验结果趋势一致,误差最大也仅为4.9%。总之,Realizable k湍流模型能够很好的模拟侧风状态下车辆的气动特性,仿真结果为进一步分析车辆的侧风稳定性提供了参考数据。     

虚拟汽车风洞

在求解雷诺平均三维不可压Navier-Stokes方程的基础上采用虚拟现实技术建立了虚拟汽车风洞。虚拟汽车风洞与传统的CFD计算结果可视化的表现手段相比，能够交互式地从各个不同的位置更形象更直观地观察车身外流场的流态。采用这种方法可节省汽车模型制作和风洞实验的巨额资金，缩短新车型的开发周期。     

计算流体力学在清扫车仿真分析中的应用研究

为了在生成物理样机前获取高速公路清扫车清扫效果的特性,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对高速公路清扫车气路系统流场的仿真分析。基于有限容积方法采用了非结构网格和k-e湍流模型,给出了气路系统流场的仿真模型和典型气路系统的优化设计,如改变吸盘的水平截面形状,改变料箱的隔板形状和位置,并对优化设计下的CFD仿真结果进行了详细深入的讨论,分析了吸尘系统、除尘系统的设计优化以及二者的相互影响。研究表明利用CFD技术结合具体工程对流场进行仿真,能够有效的对清扫车虚拟样机气路系统进行优化分析。     

机载雷达三维空间湍流场产生与仿真分析

为有效分析机载雷达湍流场产生机理以及在有因次和无因次条件下的湍流变化规律,利用快速傅里叶变换三维对称特性产生出三维零均值高斯噪声,结合Von Karman模型建立了空间三维湍流场模型,并提出了一种机载雷达湍流信号的处理算法。在三维湍流场计算机仿真中引入了湍流尺度和湍流强度参数。仿真结果表明,产生的三维湍流场能较好地符合实际情形,可以满足机载雷达对湍流目标检测的飞行仿真要求。此外,在有因次情形下的湍流变化规律与无因次情形下基本是一致的,但其波动幅度要大于无因次情形。     

地铁车辆安全疏散性能的仿真研究

从正在运行的北京地铁某型号车辆的空间布局特点出发,在现有的元胞自动机模型和行人流模型基础上,运用人员动态调整自身速度、动态调整自身运动方向等技术,建立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型,该模型具有人员速度可变、能复现人员自组织现象的特点。论文以北京地铁某型号车辆为仿真对象,对车辆不同布局对车辆人员安全疏散性能的影响进行了计算机仿真并加以分析,提出改进建议。     

直升机旋翼气动特性对挂装火箭弹道的影响

用悬停自由尾流模型计算悬停旋翼的流场,用工程算法计算机载火箭的气动特性,将旋翼流场影响下的弹道计算与气动力计算相结合,对武装直升机挂装火箭的气动特性及弹道特性进行了计算分析。结果表明:武装直升机的气动特性对挂装武器的弹道特性有显著影响,影响主要在旋翼尾流区,在该区内旋翼尾流对火箭的法向力系数、侧向力系数和滚转力矩系数的影响尤甚。     

地下水多层含水层系统的动态数值仿真

建立地下水多层含水层系统的动态数值仿真模型，对郑州市地下水流场进行预报和评价。以非均质各向同性渗流模型仿真地下水流，用不规则三角网格有限差分法求解三维数值仿真模型。先解逆问题反求参数，再解正问题计算地下水各项资源量，数值仿真预报地下水渗流场至１９９８年。通过地下水渗流场的优化调控，使研究区内不合理开采地下水资源所引发的环境问题减小到最低程度，为郑州市水资源管理提供科学依据     

体外电磁驱动的膀胱动力泵的建模与仿真

针对神经源性膀胱的辅助排尿问题,基于膀胱的结构和储排尿机制,提出了一种体外电磁驱动的膀胱动力泵。为了研究其排尿动力特性,运用电磁学理论,建立了该泵的电磁驱动单元数学模型,并进行了合理简化。在此基础上,建立了描述膀胱压和尿流率与电磁铁电流、气隙宽度及永磁体体积和数量等影响因素之间关系的数学模型。仿真和试验分析结果表明,膀胱压和尿流率与电磁铁电流成近似线性关系,调节电磁铁电流可调控膀胱压和尿流率。所建立的数学模型简单有效、使用方便,可为膀胱动力泵的特性分析和结构设计提供理论依据。

Abstract：

To solve the problem of assisting a neurogenic bladder micturating,a bladder power pump driven by an external electromagnet was proposed,according to the structure and micturating mechanism of human bladder.To investigate the micturition performance of the pump,the mathematic model of the electromagnetic drive in the pump was built using the theory of electromagnetics,and simplified reasonably.Based on the simplified model,the mathematic models that express the relations between the intravesical pressure and urine flow rate and the influence factors such as electromagnet current,air gap,permanent magnet volume and number,were also established.The simulation and experimental results show that the intravesical pressure and the urine flow rate are approximately proportional to the electromagnet current respectively and can be regulated by adjusting the electromagnet current.The established mathematic models are simple and practicable,which provide the theoretical basis for the performance analysis and structure design of the pump.     

虚拟高坝泄洪挑流运动的建模与实现

以挑流泄洪为例,提出了基于泄洪水力学模型和粒子系统的虚拟泄洪水流运动的建模与实现方法,建立了坎前水舌运动、空中扩散射流、空中水舌碰撞以及水流跌水碰溅的粒子系统模型,实现了泄洪水流运动的场景逼真模拟,为直观分析高坝泄洪雾化问题提供了新的辅助手段。应用实例证明了该方法的有效性。