航空活塞发动机高空模拟试验台温度系统研究

在航空活塞发动机高空模拟试验中,模拟温度低、温度范围跨度大,高空模拟试验台（简称高空台）上应用了空气制冷和电加热两种调温措施,控制难度较大。将模拟温度划分为高温、常温、低温三个温度段,分别应用三种不同的调节方式进行温度控制;在系统数学建模和温度变化动态特性分析基础上,对高空台温度系统的调节过程进行了仿真研究,结果表明该方法能够满足温度的调节速度和控制精度要求。为了满足带涡轮增压器的航空活塞发动机对进气温度的要求,建立了涡轮增压器与中冷器之间的数学换热关系,以稳态时的发动机进气温度为例进行了仿真计算,结果与     

高空模拟试车台扩压器数值分析

采用数值方法对固体火箭发动机主动引射高空模拟试车系统中的扩压器流场进行模拟求解,比较了含与不含Al2O3粒子对扩压器流场的影响.数值计算结果与试验结果符合性较好,表明数值模拟方法可作为扩压器流场计算的一种研究手段.     

基于变量化设计技术的整体式固冲发动机一体化设计系统

将变量化设计技术应用到整体式固体火箭冲压发动机一体化方案设计中。利用变量化约束将设计过程与几何造型过程进行有机结合,在VC.NET 2003平台下自主研发了一套固体火箭冲压发动机一体化设计系统。该软件包括进气道设计、燃气发生器设计、助推补燃室设计、发动机性能计算和飞行弹道计算,为整体式固体火箭冲压发动机方案设计提供一套方便快捷的工具。     

航空发动机排气引射器推力性能研究

根据发动机排气引射器流场的特征，建立了引射器内流场和排气系统外流流场的一体化三维数值模拟计算模型,得到了整个流场的基本参数;对引射器出口截面流场进行了理论分析，采用某型发动机引射器的尾流流场实验数据对模型进行了实验验证,理论分析和实验验证结果表明模型建立准确可靠。最后采用微元法,结合得到的流场参数计算了使用不同引射器时发动机的推力大小,并给出了各波瓣引射器相对于引射器1的推力损失情况。     

飞行器高空下落散热数值模拟及试验研究

针对飞行器高空下落变环境下电子设备散热需求,对飞行器散热符合性进行数值模拟及试验研究。计算飞行器从高空下落的运动规律,对飞行器模型进行边界层及瞬态热分析。划分下落高度,分阶段等效速度、环境参数对飞行器散热情况进行数值模拟。同时,合理等效试验模型,设计真空舱试验,模拟飞行速度、环境参数分阶段进行瞬态热测试;对比数值模拟结果与试验温度数据,两者基本一致,相差2.5%,结果表明数值模拟和瞬态热测试方法合理准确,为飞行器高空下落传热数值模拟及瞬态热测试提供了新思路,新方法。     

基于ESO的高空台发动机进气压力控制研究进展

 高空台航空发动机进气压力控制是保障发动机高空模拟试验有效性及可靠性的关键，而基于扩张状态观测器（extended etate observer，ESO）的进气压力控制方法研究，目的是改进控制品质，抑制未知干扰的影响，实现进气压力的快速稳定控制。通过梳理高空台发动机进气压力控制技术的发展现状，阐述了基于ESO的控制方法研究进展及相关问题，并就目前ESO的参数整定及改进设计进行分类总结，提出了基于扩张状态观测器的高空台发动机进气压力控制的未来发展策略和研究方向。     

固体火箭发动机燃烧室层流流场的数值模拟

该文发展了一种在任意曲线坐标系上求解层流Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的数值方法，该算法以ＳＩＭＰＬＥ为基础，采用了非交错网格，因而对原始算法中的压力修正方程进行了改进。用准定常方法数值模拟了固体火箭发动机燃烧室内的二维轴对称流场，计算结果能够反映流场内的旋涡与各参数的分布。计算表明，压力与速度等参数的分布明显受旋涡存在的影响，比传统的一维流场复杂得多。     

固体火箭冲压发动机一体化燃烧特性数值分析

为研究固体火箭冲压发动机性能,采用计算流体力学方法对包含进气道及补燃室的一体化燃烧流场进行数值分析,研究可燃燃气进口条件、飞行攻角以及进气道与补燃室过渡连接方案对补燃室掺混燃烧的影响。研究结果表明：燃气流量为0.08 kg/s时,燃气射流出现偏移,补燃室两侧壁面温度相差较大,燃气流量为0.3 kg/s时,燃气偏移现象基本消失;随着燃气流量增大,发动机推力增加;攻角增大使得进气道流量系数增大,强化空气与燃气混合燃烧效果,并最终提升发动机推力。进气道与补燃室的过渡连接方式影响进气角度,通过改变过渡连接方式将进气角度从50°增加至90°后,燃气流量为0.3 kg/s时,发动机推力提高10%,但会导致补燃室总压损失增大,发动机比冲降低2%。     

小型多喷管引射器试验研究

为了探索小型多喷管引射器综合性能的影响因素,对五喷管超音速引射器用实验的方法得到动量修正系数与引射系统尺寸的关系曲线.在不同主喷管分布圆直径、混合管长径比、主次流压比以及扩压比情况下,对多喷管引射系统动量损失系数进行了实验研究.结果表明;在所有工况下,引射性能随主次流压比和主流流量的增大而减小;随着主喷管数增加、喷管喉部直径减小、扩压管长度增加,引射器的性能在一定范围内得到提高.混合管长径比与主喷管分布方式的相互作用对引射性能的影响很大.     

基于基因枪设计的两阶段引射器的数值模拟

为了设计一种新型基因枪 ,将基因疫苗导入人体表皮细胞 ,提出采用两阶段引射器的设计方案。采用可压缩的轴对称 N- S方程和基于无结构网格的有限体积法 ,利用Spalart- Allmaras湍流模型 ,对该引射器进行了数值模拟 ,很好地描述了各种压力条件下引射器内部和外部流动状况和获得超音速的条件。数值模拟结果同模拟实验吻合较好。研究结果表明 :两阶段引射器结构既便于基因微粒的引入 ,又可以使微粒达到超音速 ,满足微粒射击靶细胞的速度要求 ,是设计基因枪的可行方案     

高空飞艇高度控制系统设计及仿真

高空飞艇在上升和下降阶段时单独的空气舵控制或副气囊充放气操纵都难以实现飞艇的快速爬升和悬停的要求。针对高空飞艇纵的控制操纵特点,提出了采用副气囊充放气和空气舵组合控制的高空飞艇高度控制方案。当时高度存在大误差时,采用副气囊和空气舵组合控制改变飞艇的姿态实现快速爬升或下降;当接近悬停高度时,主要采用副气囊充放气进行高度调整,从而实现高度的大范围控制。首先完成了采用组合控制的高空飞艇动力学建模;然后,基于最优控制对高空飞艇纵向高度控制系统进行了设计;最后给出了高空飞艇高度控制系统的仿真验证。结果表明所提出的高空飞艇组合控制方案是可行的。     

双模态冲压发动机导弹的弹道设计及仿真计算

根据固体火箭助推器和双模态冲压发动机的特点,对双模态冲压发动机导弹的飞行弹道进行了设计,建立了弹道计算的数学模型,并进行了弹道仿真计算。结果表明,飞行弹道设计合理,数学模型正确,可以用于导弹的初步设计。     

高海拔地区广延大气簇射过程模拟与分析

研究了初始高能质子和电子入射条件下的广延大气簇射,当高能质子与电子穿越大气层时与大气组分发生相互作用,产生次级粒子,次级粒子能量足够高时会在向下飞行时再次发生碰撞,产生新的次级粒子,从而形成级联簇射.由于宇宙线初始能量极大,甚至可达10²⁰ eV,故其经广延大气簇射过程到达地表时粒子可能对地表电网等设施造成恶劣影响,因而该现象越发引起研究者的重视.利用蒙特卡洛方法模拟分析了到达高海拔近地观测面的簇射射线中所包含的主要粒子种类、各种类粒子所占份额及其横向分布情况.所得模拟结果为进一步分析其对高海拔地区高压电网及敏感电气设施的安全防护奠定理论基础.     

高原地区汽油机改装CNG后存在的问题及对策

在高原环境下,测定了汽油机改装成天然气汽车后在不同海拔条件下输出的功率和扭矩,结果显示,随着海拔的升高其动力性能有明显的下降,本文分析了改装CNG汽车在高原地区存在的突出问题及解决办法.     

裂解器的设计及其在电控发动机上的试验

为适应装车要求,并提高甲醇喷嘴的可靠性,研究设计了第三代甲醇裂解器．通过对裂解器外部形状的改进设计和采用独特的回醇冷却的方式,既满足了装车要求,又解决了甲醇喷嘴高温可靠性问题．同时,为了确保裂解气发动机的性能,在点燃式电控发动机上进行试验研究．结果表明：研制的第三代甲醇裂解器,发动机的动力性达到了与原机相当的水平;甲醇的当量燃料消耗率较汽油降低14．3％-30．7％;最小的甲醇与汽油的容积替换比为1．43．     

高海拔铁路工程施工人员安全行为系统动力学仿真研究

为减少高海拔地区铁路工程施工人员的不安全行为和求证安全投入和安全行为水平的相关性,在分析施工人员安全行为因素因果关系的基础上,根据系统动力学原理构建了高海拔铁路工程施工人员的安全行为水平预测模型;运用Vensim对拉林铁路LLZQ-3标段的施工人员的安全行为水平进行了动态仿真,并通过模拟计算,对比分析了不同因子投入增加对系统安全水平的影响.结果表明:提高施工人员的安全行为水平是一个长期过程,该项目的系统安全水平从初值73.33增长到目标值需要21个月;各因子对系统安全水平的影响程度不同,其中以工作环境、心理素质和安全意识的影响最为显著.利用该模型可以更准确地掌握施工人员安全行为水平的发展趋势,这对铁路工程建设中的安全管理具有一定的参考意义.     

试验与仿真相结合的发动机活塞热负荷分析

借助硬度塞温度测试、数值分析手段,结合对改进前活塞的温度场和热应力的计算,对发动机改进后活塞的热负荷状况进行评估.通过计算活塞传热边界条件,利用有限元分析软件,对活塞进行温度场计算,然后利用试验实测数据对其进行标定,在计算误差小于5%的情况下,得到改进前与改进后活塞在A工况和B工况下的温度场分布,最后进行了对应工况的热应力计算.结果表明在相同工况下发动机改进后活塞最高温度均比改进前活塞低,最大热应力比改进前活塞小.在改进前活塞满足热负荷要求的前提下,改进后活塞满足热负荷要求.     

基于Matlab的模拟通信系统实验设计与仿真

针对通信原理课程理论性强、概念抽象的特点,将Matlab的图形绘制和系统仿真等功能应用于通信系统的实验仿真中,设计了基于Matlab的模拟信号传输软件实验,根据模拟通信系统调制解调的原理与方法,以实例验证模拟信号传输过程。学生自己创建基于Matlab的模拟信号传输系统,实时显示各点的时域波形和频谱特性,将课内基础知识与软件系统调试有效地结合,加深了学生对信号传输原理的理解与认识,促进了学生动手能力与创新精神的培养。     

蒸汽喷射器的CFD数值模拟及其性能

根据喷射器的结构特点,建立了蒸汽喷射器二维CFD模型,研究了工作参数(工作流体压力、引射流体压力和混合流体压力)和结构参数(混合室收缩段长度、等截面混合室长度和直径、扩压室长度和工作喷嘴结构等)对蒸汽喷射器性能的影响.研究表明:①等截面混合室长度和直径、工作喷嘴喉部直径以及喉管面积比φ存在使喷射系数达到最大的最佳值;②CFD不仅是预测喷射器性能的有力工具,而且使人们更加清晰地了解喷射器内流动和混合过程.