伞弹间距对飘带伞弹阻力系数的影响规律研究

在风洞试验结果验证的基础上,通过建立多面体网格,采用有限体积法和SST湍流模型对超音速条件下单独弹体和不同伞弹间距的飘带伞弹进行了数值计算,得到了伞弹间距对飘带伞弹系统阻力系数的影响规律,并根据流场结构对影响机理进行了讨论. 结果表明,伞弹间距存在一个临界距离,对飘带伞弹的阻力系数和流场结构有重要影响,这个临界距离可以通过尾流中湍动能的变化梯度确定.     

压缩性对亚声速圆盘空化器超空泡流动的影响

以超空泡射弹为研究背景,分析了水的压缩性对亚声速圆盘空化器超空泡流场的影响,基于势流理论建立了理想可压缩超空泡流场数学模型并进行数值求解.计算了极低空泡数(10-4量级)的超空泡流动,在此基础上分析了压缩性对超空泡形态和射弹阻力系数的影响.结果表明:在亚声速条件下,流体压缩性使超空泡外形膨胀,阻力系数增加;计算结果与试验数据和经验公式符合较好.     

子弹药抛撒随机外弹道模型及其蒙特卡洛解法

为解决基于经典外弹道理论的子弹药抛撒外弹道模型计算准确性较差的问题,针对带伞及带飘带无控子弹药,并考虑各种随机因素对其落点的影响,建立了随机外弹道模型. 该模型中的随机微分方程组难以精确求解,采用蒙特卡洛方法进行近似求解. 将该模型用于实际子母弹研制中,对子弹药落点进行预测,并与应用经典外弹道模型计算进行比较. 结果表明,本模型的计算结果与实验结果吻合得更好.     

平头弹超音速尾流对飘带伞气动特性的影响

提出了一种用于超音速抛撒平头子弹药的飘带伞结构的新型超音速伞,研究弹体超音速尾流对伞气动特性的影响.在风洞试验结果验证的基础上,通过建立多套分块结构化网格模型,采用有限体积法和SST湍流模型对单独弹和伞弹分别进行超音速数值模拟,用数值纹影法显示弹体尾流场并进行了分析,得到了平头弹超音速尾流对飘带伞气动特性影响的变化规律.结果表明,弹体尾流对伞气动特性的影响随马赫数的增加而变大,随弹伞间距与弹径比和伞弹径比的增加而变小,随飘带宽度与弹径比的增加先基本保持不变后变大.     

流体阻力系数迭代过程中连续性分析与处理

根据尼古拉兹实验曲线以及对应的阻力系数经验公式计算阻力系数时,为保证阻力系数与传热方程迭代过程的连续性,对过渡区和湍流过渡区提出了新的阻力系数计算经验公式以及过渡区传热系数计算经验公式,新的阻力系数经验公式在雷诺数从小到大范围内连续,使传热方程与其迭代过程易于收敛。新的阻力系数经验公式计算结果与已知判据进行了验证,过渡区相对误差在5%以内,湍流过渡区相对误差在10%以内,满足工程计算要求,计算结果更为准确。     

小口径引信磁流变液保险机构延时特性研究

为计算小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间,通过分析其工作时的能量损失,建立其延期解除保险时间模型。通过数值模拟分析修正经验局部阻力系数,确定其新的取值范围。对比小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间的计算值与实验测量值,采用经验公式计算得到的经验局部阻力系数计算时,最小误差为23.32%;采用数值仿真得到的经验局部阻力系数计算时,最大误差为13.47%,误差降低了9.85%。经验局部阻力系数对小口径引信磁流变液保险机构延期解除保险时间计算精度影响较大,需对其进行修正。     

基于自由变形技术的Ahmed模型气动减阻优化

针对目前汽车气动减阻中基于工程师经验的试凑法所存在的盲目性和低效率,以及气动优化设计中车身曲面难于参数化等问题,将自由变形方法引入汽车气动减阻优化设计中,为减阻优化设计提供一种快速、有效的参数化方法.文中以外形简单的Ahmed模型为研究对象,根据正交试验设计构建样本空间,采用FFD方法对各样本点模型进行参数化,通过CFD仿真获得各样本的气动阻力系数;建立3种常用的近似模型,选择可信度最高的RBF模型构建近似模型,采用多岛遗传算法求解近似模型的最优值,根据优化结果重新构建最优模型并采用CFD计算其气动阻力系数.计算结果显示优化后的Ahmed模型气动阻力系数减少了51.96%.      

柔性飘带长度对Ahmed模型气动阻力的影响

为降低汽车行驶过程中的气动阻力,以尾部倾角为25°的Ahmed类车体模型为研究对象,提出在其尾部垂直面下边缘添加不同长度柔性飘带的控制方法,采用格子玻尔兹曼方法与有限元分析相结合的流固耦合计算方法,探讨了柔性飘带长度对汽车气动阻力的影响。首先对汽车模型进行格子尺度优化,得到模型的空气阻力系数;然后研究了柔性飘带对汽车气动阻力的影响;最后对模型尾部流场、柔性飘带附近流场以及模型尾部表面压力系数进行了分析。仿真结果表明：在模型尾部添加适当长度的柔性飘带,改善了尾流结构,提升了尾部表面压力,减小了车体的压差阻力,减阻率最高为12.25%。     

基于遗传算法的直线感应电机帽型次级结构参数优化设计

为了提升直线感应电机的性能,在考虑直线电机所特有的横向和纵向边缘效应的情况下,建立了帽型次级直线电机的等效电路.确定帽型次级的优化变量后,得到推力、效率、功率因数和单位次级重量的解析表达式和多目标优化函数模型.通过遗传算法求解,在次级宽度的约束条件下,实现了推力、效率、功率因数和单位次级重量等量的优化计算.建立复合次级和帽形次级3-D FEM模型,将解析优化与有限元仿真进行对比,证明了优化方法的易用性.     

帆片结构张满度变化对环帆伞气动性能的影响

该文以某型环帆伞为研究对象，基于稳降状态下环帆伞的气动外形建立了伞衣绕流流场数值模型，通过对不同帆片排气方向下环帆伞尾流、伞衣缝射流和伞衣表面压力等进行研究，分析帆片结构对环帆伞减速及稳定性能的影响及其原理，在此基础上探究了张满度变化对环帆伞气动性能的影响。结果表明：向上排气结构环帆伞受通过月牙缝顺流气柱的作用，轴向阻力减小，但偏离平衡位置时伞衣获得恢复力矩，因此与向下排气伞衣相比，阻力系数减小，稳定性增强；随着帆片结构张满度的增加，向上排气伞衣阻力系数增大，向下排气伞衣阻力系数减小；2种排气方向的环帆伞均存在稳定性能最优的张满度值。研究结果对改进环帆伞设计提供了一定的理论参考。     

基于刚性节段模型风洞试验的输电导线阻力系数研究

为了研究多分裂导线静力风荷载,进行了原尺寸刚性节段模型测力风洞试验,计算得到了多种直径导线阻力系数,并分析了包括雷诺数效应、屏蔽效应等因素对其结果的影响.研究结果表明,导线阻力系数试验结果较规范取值小,且由于导线表面粗糙度及紊流度的增加,会使其临界区雷诺数范围提前,尽管导线雷诺数处于名义的亚临界区域,其阻力系数依然随雷诺数变化比较敏感.对于多分裂导线而言,由于上游导线的遮挡干扰,导线整体阻力系数有所降低,必须考虑这种屏蔽效应的影响.拟合得到了考虑雷诺数效应以及屏蔽效应在内的输电导线阻力系数经验公式,为输电导线静力风荷载的计算提供一定的参考.     

鱼雷推进性能的经验公式与计算流体力学预测

采用理论预测和计算流体力学（CFD）2种方法对某型导管推进器的鱼雷推进性能和雷体、推进器的水动力性能进行预测分析.结果表明：在航速10.29~25.72 m/s条件下,通过CFD计算的无附体雷体阻力系数与平板摩擦阻力系数和剩余阻力系数之和相差5.2%,即适用于雷型特征的阻力经验公式的精度较高;在进速系数为1.6~2.0时,导管推进器敞水性能曲线的CFD计算值与实验值较吻合,误差小于5%;通过CFD法计算的雷体尾流中推进器的推力、力矩和推进效率与适用于对转桨推进鱼雷经验公式的计算值相差均小于5%,说明适用于对转桨推进鱼雷的推进性能经验公式也适用于导管推进器.     

垂直微结构湍流剖面仪速度分析与控制

湍流剖面仪的下潜速度是进行湍流观测时需要重点考虑的一个参数。根据湍流剪切数据测量原理,分析下潜速度对测量结果的影响,确定下潜速度的合理范围。受力平衡条件下,湍流仪的下潜速度由仪器净重和阻力系数决定。影响整体阻力系数的因素有3个,即3个阻力分量:主体结构的冲击阻力、黏滞阻力和阻尼刷的阻力。采用理论公式与经验公式相结合,分别计算3个阻力对应的阻力系数。根据下潜速度函数,给出速度配置的方法及应该注意的事项。仪器完成后进行下潜速度配置试验,将理论计算结果和试验结果进行比较分析,验证理论计算结果的准确性。     

基于试验数据优化辨识孤立冰块的流拖曳系数

流拖曳系数是海冰动力学模型中的重要参数,实际海冰运动时受到水流的底面剪切作用和侧面正压力作用,对应的拖曳系数分别为摩拖曳系数和形拖曳系数.利用实验室波流水槽设备,对长方体平底、长方体粗糙底和圆饼形淡水冰试样进行拖曳运动试验,获得26组冰样运动数据.根据这些试验数据,利用动量法原理和优化方法构造了识别摩拖曳系数和形拖曳系数的参数辨识模型,并计算出相应的拖曳系数.在此基础上,引入描述表面粗糙度的两个指标--轮廓支承长度率和轮廓均方根偏差,统计分析了粗糙度指标对拖曳系数的影响.此外还得到摩拖曳系数同冰样长度和吃水深度之比的关系,该关系可用于计算冰山和浮冰的摩拖曳系数.     

超斜铰接板桥数值分析及其试验

研究了超斜铰接板桥(斜交角大于45°)的荷载横向分布规律,提出了利用经验公式求算超斜铰接板桥荷载横向分布影响线竖标值的方法.采用剪力-柔性梁格法对某桥进行数值模拟,利用有机玻璃模型试验验证其正确性,得出了简单实用的数值模拟方法.对不同板数、不同斜交角的铰接板桥进行数值模拟,进而得出计算超斜铰接板桥横向分布影响线竖标值的经验公式.通过理论解的求算,证明该经验公式实用、可靠.     

钻地模型弹对岩石模拟材料二次侵彻试验

我国现行规范中所采用的侵彻公式是建立在一般弹种基础上的,它是否适合于新型钻地弹种?为探索该问题,以相似准则为基础,应用量纲分析法建立了比例侵彻深度同弹体参数、岩石参数的函数关系,并通过对模型试验数据的统计分析,给出了钻地弹在岩石介质中侵彻的新的经验公式,并在此基础上得出了钻地弹在侵彻爆炸后损伤岩石介质中的二次侵彻公式.     

手机平台摩擦阻力系数计算软件的开发

针对工程实际中广泛进行的摩擦阻力计算,运用J2ME技术编制了基于手机平台的摩擦阻力系数计算软件,并通过多组数据进行测试与分析,结果表明:该软件可以快速准确地计算出摩擦阻力系数。     

基于遗传算法的带内流低阻车身气动优化

通过建立18个参数的参数化模型,并开发了基于遗传算法的全局优化方法,展开带内流的车身气动优化,获得了气动阻力系数为0.261的低阻优化外形.比较最优车身的仿真和试验结果发现,气动阻力系数仅相差4%,表面压力系数和不同截面速度分布趋势相同、量值相差较小,表明所采用数值仿真方法是正确、可行的.利用本征正交分解对车身尾部截面流场进行能量分解发现,前9阶模态占总能量的54.5%;能量占比最高的1阶模态呈现出尾部拖曳涡的形态,并且拖曳涡的涡核位置不随时间变化而变化.建立了带内流的全局优化方法,获得了经试验验证的带内流低阻车身,为相关产品开发提供借鉴方法和外形参考.     

孔隙度对黏性土渗透系数影响的试验研究

利用传统渗透系数经验公式计算黏性土渗透系数时,计算结果与黏性土渗透试验实测数据常存在一定的误差,对实际工程建设加固与修复产生较大影响。为修正此误差,选取两种不同的黏性土制成干密度不同的试样,结合变水头渗透试验研究黏性土孔隙比对渗透系数的影响,拟合黏性土孔隙比与渗透系数之间的函数关系,并分析讨论了传统渗透系数经验公式计算黏性土时误差较大的原因。研究成果符合黏性土的渗透规律,为工程防渗及地基沉降提供了参考。