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.     

基于仿真的吸声材料缩比试验设计

结合应用于国防工程中的某型吸声材料的研究，设计了缩比模型发动机和试验装置模型，通过仿真计算对试验方案进行了分析和确认。通过缩比热流试验，研究了火箭发动机的流场分布，验证了吸声材料的抗烧蚀、抗射流冲击能力，对其工程应用价值进行了评估。     

基于格子Boltzmann方法的建筑自然通风仿真

为了研究建筑内自然通风条件下的气流流动规律和预测气流分布状况,在建筑流场低速不可压假设下,构建建筑自然通风的格子Boltzmann二维仿真计算模型,把整个建筑流场分为室内区域和室外区域;对于低雷诺数情况,提出了基于D2G9的建筑流场LBM仿真模型;对于高雷诺数建筑流场,提出了建筑流场LBM-LES仿真模型;对建筑平直墙壁用反弹格式,而对于弯曲墙壁采用曲边界格式。最后使用该方法分别计算雷诺数Re=500和Re=5000自然通风建筑流场的气流分布,并把该模拟结果和Fluent 6.1软件模拟结果进行了对比分析,证明该方法是一种行之有效的建筑流场仿真方法。     

冲压增程炮弹发动机补燃室内流场分析

采用标准k-ε二方程模型和有限速率/涡团耗散模型对冲压增程炮弹冲压发动机补燃室流场进行了三维数值模拟研究和进行了冲压发动机联管实验.得出了反应物和产物组分、温度等发动机参教的变化趋势,实验研究获得温度和压强随时间变化曲线.结果表明:由于燃气侧喷发动机特殊结构,具有两处扩散火焰峰面,并对压强、温度,成分分布有重要影响.温度和压强随时间的变化曲线相吻合,证实所设计的冲压发动机能正常工作.     

重型汽车制动器虚拟样机的建模与应用

为准确计算重型汽车鼓式制动器的制动效能因数,采用三维CAD绘图软件Pro/ENGINEER、有限元软件ANSYS、多体动力学仿真软件MSC.ADAMS,通过开发柔性体摩擦片与刚体制动蹄连接模块、柔性体摩擦片与刚体制动鼓非线性接触模块,建立了鼓式制动器的虚拟样机模型。应用鼓式制动器虚拟样机模型,对北京首钢重型汽车制造厂32t重型汽车的鼓式制动器进行仿真计算,仿真得出的鼓式制动器的制动效能因数,与试验测试结果基本相符。     

舰载直升机机舰配合过程仿真建模技术研究

基于用FLIGHTAB开发环境建立了直升机和舰艇之间的机舰配合系统仿真模型.按照相关要求开发了海面风场、甲板流场和舰船运动学系统仿真模型,编制了相关计算软件包,进行了机舰配合过程系统仿真的初步研究,并为舰载直升机训练模拟器配套了系统仿真软件.数学模型中包含直升机飞行动力学仿真模型、局部非定常舰面效应仿真模型、甲板流场仿真模型、海面紊流模型、舰船运动学数学仿真模型以及海面风场仿真模型,各模型定义在统一仿真空间内,实现了模型之间的时空无缝交联.基于上述仿真模型,开展了机舰动态配合仿真计算、舰面起降过程和包线分析计算,包括静态着舰过程及舰上操作仿真计算、机舰运动配合着舰等动态分析科目.该软件包已在舰载直升机综合任务训练模拟器上得到推广应用.     

方坯连铸流动传热的三维耦合数值仿真

在考虑速度粘性耗散项的情况下建立了方坯连铸三维稳态流动传热耦合数学模型,模型中对二冷区传热边界条件的处理与以往模型相比更加准确.应用该模型和早前基于有效导热系数方法所建立的方坯连铸二维非稳态有效导热系数模型对涟钢1号ROKOP方坯连铸机(150×150mm2)连铸过程中拉坯方向上一定区域内的流动与传热现象分别进行了数值仿真,计算结果对比分析得出,在仿真运算所选取的钢液对流较强的计算域内,三维耦合模型能更为准确地预测出铸坯的温度场.另外,通过两种数学模型对铸机整个冶金长度范围内的凝固过程进行了复合数值模拟并设计出了相应的二冷方案.连铸机的生产实践表明,二冷设计方案非常合理,连铸过程的数值仿真结果具有较好的可靠性和实用性.     

远程多管火箭发射动力学仿真

远程多管火箭发射动力学仿真是进行远程多管火箭动态设计和提高武器系统性能的前提。对某简易控制远程多管火箭发射与控制动力学进行了深入的理论、计算和试验研究,建立了远程多管火箭刚弹耦合的多体系统发射动力学模型和发射动力学方程。在远程多管火箭发射动力学理论研究的基础上,形成了远程多管火箭发射动力学数值仿真系统。对远程多管火箭在发射过程中振动特性和动力响应进行了数值仿真,仿真结果得到了试验结果的验证。     

某型转管机枪刚柔耦合多体发射动力学仿真

以某型转管机枪为对象,研究了将CAD软件中复杂实体模型导入到ADAMS软件中的方法;考虑转管机枪实际射击条件下土壤本构关系和射手边界问题,建立了驻锄—土壤参数模型与人—枪参数模型;以多刚体动力学和柔性多体动力学理论为基础,采用ADAMS/Flex柔性体模块,建立了某型转管机枪刚柔耦合的虚拟样机仿真模型.通过对所建立的模型构件之间添加相互作用力,并进行多体发射动力学仿真和分析,获得了自动机运动过程中各主要部件的动力学特性.选取机枪自动机的速度和位移为校验指标,通过与试验数据中枪口响应位移比较,证明建立的刚柔耦合模型科学合理、准确有效,为该枪后期的结构优化与改进提供了模拟试验平台.     

梯形机翼多目标气动优化研究

针对气动优化设计问题,基于优化集成软件ModelCenter结合VB自编程序、CAD、计算流体力学仿真(CFD)软件及多目标遗传算法构建气动协同优化设计、分析平台,进行梯形机翼多目标气动优化、仿真分析研究.论文研究了三维CFD仿真、响应面代理模型(RSM)分别与多目标遗传算法结合的优化方案及其关键技术的解决途径.算例结果表明两种优化方案结果吻合,结合流场分析,表明优化方法的合理,气动优化设计平台有效.     

注塑模三维温度场的边界元计算及其仿真

注塑模具的冷却系统对塑料件的质量有至关重要的影响。本文针对注塑模具温度场的特点,建立了基于传热学和边界元法的数学模型,对三维边界元网格剖分和边界条件作了特殊的处理。在此基础上开发了三维稳态温度场分析(CAE)软件。在实际应用中表明分析结果合理。     

装甲车辆传动装置综合传热建模与仿真研究

以装甲车辆传动装置的传热仿真为研究对象,提出了综合考虑摩擦产热、传热及传动油流动的传动装置综合传热仿真模型,实现了传动装置固体部件传热网络与传动油和冷却空气流动网络的耦合求解,确定了传热仿真流程。对某型车辆传动装置的传热进行了仿真,得到了产热量和传热量的分配关系、传动装置零部件的温度以及传动油的流动等信息,预测了传动装置中高温易于失效的危险部件,分析了环境温度及散热器入口空气流速对传动装置传热性能的影响。仿真结果与试验值符合较好,说明了该方法的正确性和有效性。     

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.     

基于SDRE方法的制导律设计与仿真研究

研究基于SDRE的防空导弹的非线性制导律设计问题。首先建立了防空导弹二维制导律模型,选取了弹目相对距离和相对速率作为状态变量,用SDRE方法进行防空导弹二维制导律设计,分别用传统的Schur方法和θ-D方法以及改进的Newton方法对SDRE控制器进行了求解,对这三种算法进行了分析和比较。针对防空导弹的数值仿真显示基于SDRE方法的控制律对于二维制导律的有效性,而SDRE方法虽然比θ-D法的计算量大,但是其控制效果却又明显的优势,而改进的Newton法能比传统的Schur法提高计算的精度。     

基于FLUENT/MATLAB接口的分布参数系统闭环控制仿真

在工程实际中常遇到的流动、传热和燃烧等问题中,大都为分布参数系统.针对该分布参数模型建模难的问题,结合CFD仿真软件FLUENT和系统仿真软件MATLAB各自的优点,根据WinSock网络通信原理,开发了FLUENT/MATLAB接口,建立了分布参数模型闭环控制快速原型的仿真平台,并且通过算例仿真验证了该方法的可行性与实用性.     

考虑BoP热区内部件间热传递的SOFC系统建模仿真

高温固体氧化物燃料电池（solid oxide fuel cell,SOFC）是一种高温高效的氢电转换装置,其高温工作环境对系统电堆和辅助部件（balance of plants,BoP）的保温绝热提出极高要求。考虑SOFC系统BoP热区内多部件之间存在的热交换,结合高温系统有限的可测数据,开展基于热效率?传热单元数法（ε-NTU法）的高温SOFC系统集总建模;通过模拟BoP热区内零部件与环境的热交换,实现BoP热区内多部件间的传热和温度定量分析;通过设计简洁的反馈控制器实现系统的自启动和稳定运行仿真。仿真结果表明,BoP热区整体保温绝热起温度均衡作用,有利于尾气余热对进气气体的进一步加热,也可适当降低设备最高温度,有利于系统长期运行。     

面向对象的可视化翅片管换热器自建模仿真系统的功能实现

为了实现换热器仿真软件的实用化，从翅片管式换热器软件功能的具体功能实现出发，分析被研究的对象，进而对OpenGL交互性功能实现、流体网络自建模技术的实现、以及快速简化物性制冷剂计算模块的实现三个方面的研究方法进行深入的探讨。结果证明：以上方法的应用为换热器仿真技术的实用化提供了坚实的关键技术支撑。     

连铸异型坯凝固过程的三维仿真分析

采用ABAQUS有限元软件,首次建立连铸异型坯凝固三维瞬态有限元传热模型,并利用Fortran语言编写用户子程序施加复杂传热边界条件,根据现有实测工艺参数对连铸异型坯的凝固过程进行三维仿真分析。重点分析异型坯横断面特征点温度的分布规律以及坯壳的增长规律,数值模拟结果与现场试验吻合。为连铸异型坯冷却制度的研究提供更加有效的手段,进而为连铸异型坯三维应力场的研究奠定基础。     

基于GSPN的导弹多层级测试性需求建模与指标评估

针对目前导弹测试性需求建模尚未成熟, 开展测试性需求分析难度较高的问题, 提出一种基于广义随机Petri网(generalized stochastic Petri net, GSPN)的测试性需求建模方法。在分析导弹结构的基础上对导弹测试性需求问题进行了建模, 给出导弹两级GSPN模型, 深入分析其导弹系统的故障检测及维修过程。根据GSPN模型同构于嵌入马尔可夫链(embedded Markov chain, EMC), 以实存状态集和消失状态集表征库所变迁, 采用同构法对测试性指标进行求解。将多层级GSPN模型分解化简, 减少状态空间数量的求解。对导弹的GSPN模型进行定性和定量分析, 求解不同层级测试性指标最后通过仿真计算, 与系统要求可用度误差不超过0.7%, 验证了多层GSPN模型的可行性和分析结果的可信性。     

地空导弹制导控制系统仿真设计、验证和确认

地空导弹制导控制系统仿真,贯穿制导控制系统研制的全部过程.仿真软件的设计、验证和确认关系到仿真的合理性、正确性和高效性.主要从工程应用角度出发,采用模块化软件设计思想,选择Fortran和Matlab∕Simulink仿真工具混合编程, 简化数学模型、统一计算步长,初步完成仿真软件的设计.在此基础上,核查全套程序,初步判断计算结果的正确性,然后进行手工复算、功能检查来验证(Verification)模型,最后分别通过仿真结果与实际飞行试验结果相比较的主观方法和Their不等式系数法(TIC法) 、秩和检验法的静态一致性检验以及功率谱估计法的动态一致性检验的统计检验方法来确认(Validation)模型,从而较好地解决了仿真软件的设计、验证和确认问题.