离散颗粒抑制热喷流红外辐射的大涡模拟

为了探究气溶胶离散颗粒对飞行器排气喷管热喷流3～5μm波段的红外辐射的抑制效果,设计地面状态下气溶胶颗粒投射的仿真环境,采用大涡模拟和颗粒离散相模型对含气溶胶颗粒的飞行器排气喷管尾部气固两相剪切流进行数值模拟研究,系统地分析颗粒的质量流量、粒径和喷射速度对离散颗粒空间分布形态以及热喷流红外辐射抑制的影响规律。研究结果表明：颗粒的质量流量和粒径对于红外抑制效率的影响较为明显,增加颗粒质量流量对颗粒的空间分布形态影响较小,但能够显著提升红外抑制效率;当颗粒粒径大于1.0μm时,颗粒空间分布均匀,红外抑制效率最高;颗粒的喷射速度对于颗粒的空间分布以及红外抑制效率的影响较小。     

GDI喷油器高温汽油的近场射流特性

基于高温汽油喷射平台,利用米氏散射技术和近场摄影方法,研究不同喷射压力和燃油温度下汽油在GDI喷油器中的近场射流特性。研究结果表明:随着燃油温度升高,喷嘴出口处的燃油射流向外膨胀,射流中段向内塌缩。当燃油温度达到一定数值后,在喷孔附近的射流出现马赫盘现象;在相同喷射压力下,汽油射流膨胀角在低温区基本与常温射流锥角保持不变,进入中温区后快速增大,到高温区逐渐趋于平缓;马赫盘大小随着燃油温度的升高而增加,马赫盘位置受燃油温度的影响不明显;在相同燃油温度下,射流膨胀角、马赫盘大小和马赫盘位置均随着喷射压力的提高而增加;高温汽油射流的油滴粒径比常温汽油射流的更小。     

红外烟幕消光性能及选材途径分析

从烟雾气溶胶的光学和微物理特性角度,叙述了红外烟幕技术的基本原理,通过对影响微粒消光性能的主要因素分析,提出了抗红外烟火剂选材的原则和技术途径。研究表明,折射率、颗粒形状和大小在决定红外烟幕的悬浮性能和衰减性能中起重要作用,该原则和途径对红外烟幕的研究和生产具有指导意义。     

机载红外烟幕使用方法

烟幕弹作为一种性价比高的装备广泛地应用在地面红外对抗领域.但在空空对抗领域,由于烟幕容易受到高速气流的影响,利用烟幕有效对抗空空红外制导导弹目前还是个难题.把载机、烟幕和导弹作为一个系统,将烟幕弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的规避相结合,利用相对运动的原理实现发射烟幕弹的精确定位,得出烟幕弹的发射方法;充分利用烟幕的遮蔽效应得出载机的机动规避轨迹,并反推出载机的控制率,得出载机的规避方法.从而解决了高速气流对烟幕的影响,得到了机载烟幕弹对红外制导导弹的干扰方法.通过对载机、烟幕、导弹复杂系统的红外对抗仿真,验证了这一干扰方法的可行性,并为机载红外干扰系统的设计及红外对抗战法的制定提供了参考.     

高速圆射流中典型非球形颗粒的扩散特性

低氧稀释(moderate and intense low-oxygen dilution,MILD)燃烧具有传热均匀、 NO_x污染物排放低的特点。新一代MILD煤粉燃烧技术主要通过高速射流引起强烈的湍流混合来实现。其中,煤颗粒在高速射流中的扩散行为非常关键。目前对球形颗粒在气固射流中扩散行为的研究已非常深入,然而化石燃料属于典型的非球形颗粒,其在射流中的扩散行为与球形颗粒具有一定的差异,该类非球形颗粒在高速射流下的扩散特性值得进一步研究。为此,该文采用玻璃珠、玻璃渣和煤粉等颗粒开展了宽Re范围下的高速两相圆射流实验,通过激光Doppler相位分析技术(phase-Doppler anemometry,PDA)获取并分析了颗粒的质量浓度、速度及湍动能分布随球形度、粒径以及射流速度的变化规律。结果表明:非球形颗粒在射流中的质量浓度、速度、湍动能分布与粒径较小的球形颗粒具有一定相似性,但其扩散行为不能仅通过Stokes数进行定量表征,除曳力之外,升力对非球形颗粒扩散也具有一定影响;与球形颗粒相比,非球形颗粒的扩散更为显著,其主要原因是其径向湍动能显著增强所致;射流速度的增加促进了颗粒的剪切层集聚和径向扩散,对非球形颗粒的促进作用更强。     

稳定、中性条件风速标准差对烟幕扩散的影响

为了更好发挥发烟装备的使用效果,需要研究风速标准差对烟幕扩散的影响规律.通过分析现场观测数据,研究了稳定、中性层结条件下3个方向风速分量标准差与稳定度分类判据SR数及平均风速之间的关系,运用高斯烟羽模式结合实测平均风速和风速标准差计算了烟幕在大气中的扩散效果,分析了平均风速和风速标准差对烟幕有效遮蔽区域长度、高度、面积...     

喷射压力对喷雾的影响

采用闪光摄影技术,在射流试验台上进行了较低喷射压力范围内瑞利模式液膜射流碎裂过程试验,在喷雾特性试验台上进行了较高喷射压力范围内柴油雾化质量的试验,对2种试验结果进行了比较分析.结果表明:由小宽厚比喷嘴喷射出的瑞利模式低速液膜射流碎裂长度随喷射流速的增大几乎呈直线增加,与喷射压力没有直接关系,喷射压力只有通过喷射流速才对射流碎裂长度产生影响,喷射流速是射流碎裂过程中的稳定因素;雾化模式的喷雾质量随喷射压力的增大显著改善,喷射压力和喷射流速转变成为液体碎裂的不稳定因素.     

围压下磨料射流喷射套管及灰岩实验研究

在设计可承受围压的磨料射流喷射实验装置基础上,选取低孔低渗的石灰岩及套管试件,改变喷射压力、围压、喷嘴直径、喷射距离等因素,分析磨料射流切割套管及岩心的特性。结果表明,喷射压力、喷嘴直径等是影响磨料射流喷射效果的主要控制因素,喷射压力及喷嘴直径越大,喷射效果越好,射孔深度越深;射穿套管的时间对喷距及围压较为敏感,但岩样中的射孔深度对二者变化时的响应较小。     

基于二维直方图变换的红外烟幕遮蔽下目标图像增强

根据红外烟幕遮蔽条件下目标热像的特征,就利用一维直方图均衡化增强方法的对比度和清晰度不高以及损失图像细节的缺点,提出了一种基于二维直方图变换的目标热像增强方法;该方法充分利用了热像的高相关性特点,得到了较好的对比度和清晰度,保留了图像细节。采用该方法可以有效地改善目标红外像,使烟幕遮蔽目标的帧数减少10帧以上,显著减少了烟幕背景对目标的遮蔽时间     

势垒中粒子波包的运动

本文用高斯波包对粒子的运动进行描述,通过数值求解含时薛定谔方程对二维电子气中波包的运动进行研究.通过对不同能量时波包透射性的研究,阐明了其粒子性和波动性.在我们的工作中,波包宽度不同,透射率与能量的关系不同.     

水下航行体通气超空泡内压强分布实验研究

利用循环式空泡水洞,对航行体模型的通气超空泡内压强分布及其对空泡尾部流场的影响情况进行了实验研究.当水流速度在10~20 m/s之间时,采用人工补气的方式生成超空泡.通过改变通气量、水的流场压强等参数测量空泡内多点处的压强,得到超空泡内的压强分布规律.实验表明,超空泡内的压强沿流向呈下降趋势;空泡尾部压力梯度变化很大,从而引起震荡式回注射流的产生,破坏航行体的稳定性.     

长线列红外图像的实时传输系统

针对红外成像探测系统的发展方向,提出了一种高速红外图像传输及预处理方法,并采用单现场可编程门阵列(field program gate array,FPGA)实现.该方案采用高速光纤和先进的高速外设组件互联(peripheral component interconnect express,PCIE)技术,解决了超长线列红外图像高速传输、数据处理等方面的问题.实验结果表明,该系统工作可靠,应用方便.     

Experimental Studies of Two-Phase Round Turbulent Jet Coherent Structures

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＪｅｔｆｌｏｗｉｓａｓｉｍｐｌｅｂｕｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｌｏｗｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｔｈａｔｈａｓｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ａｎｅｗｆｏｃｕｓｏｎｊｅｔｓｈａｓｏｃｃｕｒｒｅｄａｓｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ.Ａｂｏｕｔ50ｙｅａｒｓｈａｖｅｐａｓｓｅｄａｎｄｃｏｈｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｎｏｗｇｅｎｅｒａｌｌｙｕｎｄｅｒｓｔｏｏｄ.Ｙｕｌｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｅｌａｒｇ…     

含氟聚合物在赤磷基抗红外发烟剂中的应用

在实验室条件下利用多波段红外辐射仪，测试了含四种不同聚合物的赤磷发烟剂燃烧产生的烟雾在远红外波段的透过率，并使用粉尘取样仪测试了烟雾的质量，计算出了各种烟雾质量消光系数．试验结果和计算表明：以含氟聚合物的赤磷发烟剂燃烧产生烟雾在远红外波段的质量消光系数最高，透过率最低，并分析了上述烟雾在远红外波段具有不同质量消光系数的原因．     

高红外透过性UHMWPE/锦纶复合微孔织物的制备

将超高相对分子质量聚乙烯(ultrahigh relative molecular weight polyethylene,UHMWPE)溶解后与锦纶6网格布热压复合,采用热致相分离法制得UHMWPE/锦纶复合微孔织物。研究了UHMWPE相对分子质量和质量分数对复合织物厚度、水通量、透气率和水蒸气透过率的影响,并研究了复合织物对紫外光、可见光及红外光的透过性能,计算了复合织物对人体发射红外波段范围内的红外透过率。研究结果表明,采用UHMWPE相对分子质量为100万或400万,质量分数为5%~10%时,其与锦纶6网格布复合形成的微孔织物在波长7~14μm内的加权平均红外透过率达95%以上,且均具有较好的透气性、透湿性和满足服用织物需要的力学性能,同时,该复合织物对紫外光和可见光均有较好的遮蔽性能,可用作凉爽织物。     

高压喷射钻井水力参数优化研究

高压喷射钻井技术在国内外诸多油田都已进行了多次试验研究。进行水力参数优化研究可以指导现场作业,提高钻井速度、改善井眼的净化能力。通过对排量和喷嘴组合优选计算,分析了排量和喷嘴组合对立管压力、钻头压降、钻头水功率以及喷射速度的影响规律;并给出了一种高压喷射钻井技术水力参数优化方法。研究表明:当钻井泵排量增大后,各水力参数总体均呈上升趋势但增长速率不同;钻井液过流面积一定时,喷嘴组合的变化对立管压力影响较小;钻井液的过流面积发生微小变化时,钻头压力损耗的变化幅度最大,钻头水功率次之,对立管压力影响最小。最后针对塔河油田盐区某井中深部地层497~4 673 m井段,经优选水力参数后,以得到的推荐参数进行现场施工作业,平均机械钻速达到55.48 m/h,与邻井同井段(15.32 m/h)相比提高262%,该开次完井用时15.33 d,与设计相比节约30.79 d,节约率达到65.5%。     

输气管道末段储气能力计算

输气管道末段储气是最经济的短期调峰方式,末段储气能力的计算能为天然气管道供气系统的规划、设计和运行管理提供理论指导。在合理的假设基础上,建立了较真实反映输气管内气体等温流动的方程组,并采用混合TVD方法求解该方程组,结合计算机编程,对输气管道末段的流量和压力等参数进行模拟。通过分析模拟数据,进而计算出输气管道末段储气能力,并通过算例加以说明。     

基于CFD模拟的喷射泵操作参数对泵抽气性能的影响

通过CFD方法讨论了不同操作参数对喷射泵内部流体的流动特性及泵抽气性能的影响.随着工作蒸汽压力的增加,在壅塞位置处,被抽气体过流面积变化减小,马赫数、引射系数升高,喷射泵的抽气性能增强.当工作蒸汽压力过高时,由于膨胀核的增大,被抽气体的过流面积减小,引射系数显著下降.随着引射蒸汽压力的增加,壅塞和激波向下游移动,泵抽气性能增强.此外,引射系数随着背压的增加而减小,当背压过高时,返流现象明显,泵的抽气性能急剧下降直至失效.研究结果表明,操作参数的选择不仅能提高喷射泵的抽气效率和极限排气能力,也极大地提高了喷射制冷系统的制冷效率,降低了能源的消耗.     

Design and calculation of low infrared transmittance and low emissivity coatings for heat radiative applications

The infrared transmittance and emissivity of heat-insulating coatings pigmented with various structural particles were studied using Kubelka-Munk theory and Mie theory. The primary design purpose was to obtain the low transmittance and low emissivity coatings to reduce the heat transfer by thermal radiation for high-temperature applications. In the case of silica coating layers constituted with various structural titania particles (solid, hollow, and core-shell spherical), the dependence of transmittance and emissivity of the coating layer on the particle structure and the layer thickness was investigated and optimized. The results indicate that the coating pigmented with core-shell titania particles exhibits a lower infrared transmittance and a lower emissivity value than that with other structural particles and is suitable to radiative heat-insulating applications.     

气侵期间岩屑运移规律研究

基于井筒多相流、传热学原理,综合考虑高温高压下天然气和钻井液物性参数变化,建立了环空气液固多相流数学模型,并采用多相流流动和井筒-地层传热耦合方法进行数值求解,着重进行气侵期间岩屑运移规律和敏感性参数分析。计算结果表明:相比泡状流,段塞流携岩能力较差,不利于维持井眼清洁;随着井口回压/循环排量的增加,气相体积分数逐渐减小,岩屑体积分数逐渐增加,而当流型发展为段塞流时,岩屑体积分数随井口回压/循环排量的增加而减小,而气侵量对其的影响正好相反;钻井液塑性黏度、机械钻速、岩屑粒径以及岩屑颗粒球形系数对气相体积分数基本没有影响,而对岩屑体积分数影响较大。