弧形翼-身组合体绕流流场数值模拟及实验研究

为了研究标准技术协作计划(TTCP)弧形翼-身组合体的空气动力学特性,对其在超声速下的三维绕流流场进行了数值模拟.应用雷诺应力湍流模型和平流迎风劈裂法离散格式,对弧形翼-身组合体在Ma∈[2.0,5.5]范围内的超声速绕流流场结构进行了分析.计算分析了弧形翼-身组合体的各气动力系数随马赫数、攻角的变化规律.阐述了弧形翼在零攻角状态下产生自诱导滚转力矩的机理.利用超声速风洞进行了标准TTCP弧形翼-身组合体在Ma=3.0条件下的吹风实验.实验结果与数值模拟结果的计算误差小于10％,验证了所采用数值模拟方法的可信度.     

推力矢量燃气舵三维气-固两相流的数值分析

该文采用高雷诺数下的RNGκ-ε湍流模型和欧拉-拉格朗日两相流模型,分析了推力矢量发动机燃气舵气-固两相绕流流动,模拟了燃气舵表面的温度、压力等参数的分布,得到了燃气舵升力和阻力随舵偏角的变化曲线。将模拟结果与纯气相状态下燃气舵的数值仿真结果进行比较,结果表明：与纯气相相比,当舵偏角小于25°时,含固体颗粒的两相流的升力增大,阻力没有变化;舵偏角大于25°时,两相流的升力和阻力均小于纯气相流。研究还表明,颗粒的加入对燃气舵表面的压力场影响不大,但对温度场影响较大,造成燃气舵整体温度升高。     

影响固体火箭发动机推力偏心特性的误差源研究

为了找出产生火箭发动机推力偏心的主要误差源,利用六分力推力偏心测试系统对装药初温,喷喉误差,喷管内型面缺陷等影响推力偏心的情况进行了试验研究。研究结果表明：装药初温,喷喉形状尺寸误差,多喷管安装误差,喷管内型面缺陷等都对推力偏心有较大影响,获得了对固体火箭发动机设计与制造非常有参考价值的试验结果。     

固体推进剂中的裂纹扩展起始的数值分析

研究了含有裂纹和星孔的复合固体推进剂正交板的断裂问题.基于有限元软件ABAQUS,将固体推进剂当作粘弹性材料,沿着试件的上下表面施加均布位移载荷,利用J-积分法对含硬颗粒的橡胶基复合固体推进剂进行了非线性大变形仿真计算,详细分析了裂尖附近的局部力学行为和裂纹成长行为.将应变能密度理论与应力分析的结果相耦合,预测了裂纹起始与裂尖到星孔距离之间的关系.     

弹箭动静不平衡度数字仿真方法

该文研究了引起弹箭动静不平衡的误差来源以及对散布的影响，主要讨论了加工误差和装配误差。同时，建立了数学模型，推导出计算动不平衡的数学公式。由于误差是随机的，所以把符合给定公差范围的误差作为随机变量，通过严格的统计检验确定了它的分布规律，然后应用蒙特卡罗法进行数字仿真，编制出相应的程序，并计算出结果。理论计算结果与试验数据吻合良好。在数学模型的建立上，思路开阔，具有一定的实用性。     

单室多推力轮孔装药设计方法

该文针对提高火箭密集度及装填密度的要求，设计了双辐条轮孔装药药型。根据装药几何形状，导出了在火箭发动机工作过程中燃烧面积及通道截面积变化规律的计算公式。根据装药工艺及推力方案设计要求，提出了双辐条轮了孔装药设计方法。利用该文提出的装药药型及数学模型进行火箭发动机装药设计，不但能够有效地提高中小型火箭发动机的装填密度，而且还能够根据弹道设计要求，获得多种推力方案。     

改性双基推进剂药柱表面静动态应变测量方法

针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时死片率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进剂药柱在静载荷和冲击载荷作用下的应变响应过程,分析了推进剂材料的延滞回复现象。结果表明:该方法可以准确地测量药柱的的静态、准静态及动态应变等粘弹性力学特征,适于固体火箭发动机推进剂药柱的结构完整性研究。     

冲压增程炮弹补燃室内铝镁推进剂燃烧流场数值模拟

为研究镁对补燃室内燃烧的影响,利用概率密度函数模型和颗粒轨道模型,对冲压增程炮弹补燃室铝镁推进剂的二次燃烧流场进行了三维数值模拟。铝颗粒的燃烧采用蒸发扩散模型进行控制,湍流模型采用标准k-ε两方程模型。考虑镁质量分数、铝颗粒直径的影响,得出了产物组成、温度等发动机参数的变化趋势。结果表明:冲压增程炮弹补燃室头部有两处扩散火焰峰面,然后在补燃室中部混合成为一个火焰;随着镁质量分数由0%增加到15%,铝颗粒的燃烧效率由15%提高至35%;在镁质量分数相同的情况下,随着铝颗粒直径的增大,铝颗粒的燃烧效率减小。     

冲压发动机三元乙丙热防护材料背面温度校正方法研究

通过设计一个模拟试验得到一组与冲压试验中较一致的三元乙丙(EPDM)热防护材料背面温升曲线,该模拟试验中EPDM材料背面温度的测试状态与冲压试验中的一致,然后对模拟试验的物理模型进行了数值传热分析,该模拟结果与试验结果吻合的较好,说明传热模型的建立接近实际状况.根据该传热模型建立未安装传感器的自由物体的传热模型,模拟出自由物体背面温升曲线,由自由物体的背面温升曲线与模拟试验所测得的曲线相差得出在该测试状态下的误差值,由于模拟试验与冲压试验的测试状态相同,由传感器安装而造成的误差可以推广到冲压试验中,根据此误差值在一定程度上校正了冲压发动机EPDM防热材料的背面温升曲线.     

固体火箭发动机自动化设计系统与AutoCAD的"无缝"联结及应用

探讨了固体火箭发动机自动化设计系统与AutoCAD软件的捆绑方式,并对发动机设计在CAD下的二次开发与设计系统的实现作了详细的应用分析,完成了较好的基于Windows的发动机设计CAD应用软件,说明在自动化设计系统中可以利用CAD强大的图型绘制功能来完成相应的设计要求。