氢氧发动机湍流两相燃烧三维全尺寸数值仿真

基于离散颗粒模型,采用单元内颗粒源法对某氢氧火箭发动机湍流两相燃烧流场进行了三雏全尺寸数值仿真。液氧雾化液滴采用Rosin-Rammler分布模型,其质量平均直径采用同轴直流喷嘴雾化模型计算;考虑液氧高压蒸发过程;燃烧速率采用湍流脉动机制和Arrhenius机制共同控制。所得液氧喷雾分布和其它流场参数与试车数据吻合,所提方法可应用于其它火箭发动机内流场的数值仿真,为发动机设计提供基础数据。     

机动军事目标动力排气系统喷雾降温的三维仿真

以动力排气系统内喷雾后的气.雾混合流动为研究对象,基于气.粒两相流理论建立了排气系统内喷雾降温的数学模型,气体连续相采用k吨模型,雾滴离散相采用随机轨道模型,考虑气.雾两相间的耦合作用,对高温排气系统的喷雾降温过程进行了三维仿真分析,得到了雾滴在烟道内的运动轨迹以及排气系统内喷雾后的速度场和温度场信息,仿真结果与文献结果基本一致.     

再生式液体发射药火炮燃烧室压力振荡数值仿真

再生式液体发射药火炮(RLPG)喷雾燃烧过程伴随着剧烈的压力振荡现象,为了研究其产生机理,建立了RLPG燃烧室颗粒轨道模型.气相用欧拉法描述,液相用拉格朗日法描述,方程组中的源相反映了气液两相间的相互作用.通过数值仿真模拟了燃烧室压力振荡现象,从声腔振荡和燃烧稳定性两方面分析了压力振荡的产生机理,结果表明燃烧室存在纵向声学振型,液体药燃烧稳定性与液体药燃速指数有关,燃速指数越大,燃烧越不稳定.     

直喷式发动机燃油喷射过程的多维模型仿真

在缸内,喷射燃油将与环境因素发生一系列复杂的物理作用 。通过建立喷嘴流、射流破裂、油滴破裂、燃油蒸发、油壁碰撞、油滴相互碰撞、油滴阻力、湍流与油滴相互作用等大量模型并集成为多维模型,实现了对缸内喷射对象的雾化过程模拟,得出了缸内的蒸发规律、油在缸内的分布规律等参数,是内燃机燃烧过程仿真分析的重要组成部分。实践表明:仿真结果存在一定误差,但所反映的各物理参数对内燃机性能的影响规律是准确的。     

基于偏微分方程的户外图像去雾方法

户外图像的雾化往往导致色彩降质和对比度降低,有效的去除图像中天气效果对提高视觉系统的可靠性和鲁棒性具有重要意义。根据大气散射物理模型以及有雾图像的色彩与对比度降质同场景点的景深成指数关系的先验知识,分别建立了户外图像全局去雾和局部去雾的能量最优化模型,推导了相应的求解偏微分方程。利用用户提供的简单附加信息,实现了仅从单幅图像恢复清晰图像的去雾算法。实验结果表明：去雾图像的色彩清晰度和对比度有较大改善,具有很好的应用前景。     

非轴对称装药对杆式射流初速影响的数值仿真

为了增加杆式射流的威力,采用LS-DYNA研究了非轴对称装药对杆式射流初速的影响规律,并提出用装药的非轴对称度表征非轴对称装药。通过分析可知:长轴起爆半径对爆轰波波形和压力的影响较大,长轴装药半径则决定了长轴起爆半径的选择范围。随着长轴起爆半径的增加,爆轰波的相互作用区域增大,压力峰值提高。得到了起爆半径非轴对称度对杆式射流初速的影响规律:随着起爆半径非轴对称度的增加,杆式射流的初速开始增加较快,后来增加变慢。所研究的非轴对称杆式射流头部初速最高可以达到3510m/s。     

复杂回转面刀具的计算机辅助造型与加工过程仿真

加工旋转锉复杂回转面刀具时，砂轮与工件的相对运动轨迹一般是复杂运动，只有用多坐标联动的数控装置才能实现，为了验证理论推导和计算的正确性，本文对旋转锉的加工过程进行了计算机仿真，为充分利用国内外在计算机图形学和CAD方面的最新成就，本文在重庆大学机械传动国家重点实验室的Sum-CAD工作站上对引进的I-deas软件包进行了应用开发，第一次将计算机造型应用于复杂回转面刀具有成形与加工，该工作站及三维图形功能对于特种回转面刀具是一个强有力的研究工具。     

KH-RT模型对高压喷雾特性仿真影响的研究

用FIRE软件中的KH-RT二次油滴破碎模型对高压共轨喷油器在不同喷射压力和背压下的燃油喷雾过程进行了数值模拟,建立了喷雾闪光测试台架,对油束宏观特性及其喷油规律进行了测试.通过将喷雾贯穿距的计算值与试验值进行对比,对模型中两个主要参数C2和C4对油束喷雾特性的影响进行了研究.研究结果表明,C2对喷雾仿真结果影响较大,在不同的喷射背压下有不同的设置,与喷射压力关系不大,并总结出了C2与喷射环境密度的关系式,C4值对计算结果的影响较弱.通过本研究,可提高CFD软件预测高压燃油喷雾过程的精度.     

鲨鱼沟槽表皮减阻机理的仿真研究

通过对鲨鱼沟槽表面特殊流场的数值仿真研究，探讨了沟槽表面存在减阻效果的内在机理。针对沟槽表面流场的特点，在数值计算过程中对其计算域、计算网格及其流动参数进行了合理化的处理，并尝试将力学相似原理运用于沟槽表面流场的数值仿真。仿真结果表明，沟槽表面与“页流的“反向旋转涡对”相互作用，产生“二次涡”，削弱了“反向旋转涡对”的强度，进而抑制了低速条带的形成和发展，从而降低湍流猝发强度，实现湍流减阻。     

旋转燃烧室两相湍流燃烧过程的三维仿真

为了解旋转对两相湍流燃烧过程的影响,采用RNGK-ε湍流模型,ED湍流燃烧模型和离散液滴模型,对转速n=0r/min.1000r/min和2000r/min三种工况下,单组元推进剂在某型水下航行器旋转燃烧室中的燃烧进行了三维仿真,得到了燃烧室内气相速度、静压、液滴轨迹和推进荆质量分数的分布,并对计算结果进行了比较和分析.结果表明,随着转速的增大,静压力升高,燃烧流场回流区中心的位置前移,回流区长度减小,燃烧室内燃气流场和液滴轨迹呈现螺旋状态,推进剂质量分数向燃烧室头部集中.说明旋转使得液体推进剂燃烧加剧,燃烧效率提高,燃烧室结构可以优化缩小.     

The Numerical Simulation of Flow Field of Jet System

In this paper, the internal fluid motion of a jet system is described by the Navier Stokes mechanics equations. For the simulation of the motion, the penalty function finite element method is used, and the velocity vectors and stream function curves are obtained. Using the Prandtl theory, this paper derives the free jet velocity and the jet bunch width in a half-space, the latter of which is amended by experiment. The results obtained in this paper are applied to micro-type high pressure water jet cleaner and the ejector of rocket engine.     

喷射系统的流场数值仿真

本文采用N—S流体力学方程描述喷射系统内部流体运动的状况,用罚函数有限元法进行数值仿真,得到速度矢量及流线分布图,模拟流体运动的规律。文中依据Prandtl理论导出半空间自由射流速度反射流束宽度算式,通过实验修正自由射流的宽度。     

冲击射流的间断有限元仿真研究

采用间断有限元方法对轴对称可压缩Euler方程组进行数值离散,并对非稳态垂直冲击射流进行了仿真模拟。计算结果表明,采用该方法能够较好地捕捉到起始冲击波在平板上反射后形成的曲面激波、马赫反射以及三波交点等复杂流场波系结构;随着时间的发展,冲击平板中心区域有明显的回流现象;平板表面的压力系数分布曲线与实验测量结果吻合较好;表明该方法是有效的,为冲击射流的数值仿真提供一种新的手段。

Abstract：

Unsteady impinging jet was simulated numerically using discontinuous finite element method which discretized axisymmetric compressible Euler equations.The computed results show that the complicated shock wave structures of interest including bowed shock waves,Mach reflected wave and the triple point are well captured using this method.Recirculating flow near the center impinging zone of surface can be observed obviously with the lapse of time.Comparisons of Surface pressure coefficient distribution showed better agreements between the computed results and experimental measurements,which indicate that this method is efficient and provide a new means for simulating the impingement jet.     

A Study of the Jet System of the Recovery Concerning Waste Heat of Steam Condensate

This paper presents a frame figure of the recovery system concerning waste heat of steam     

拉伸型爆破片非线性力学响应的Simulink仿真

在压力密闭系统中,爆破片多作为紧急快速泄压的功能元件,或作为快开元件完成某些特定的工艺操作.几何和物理的非线性耦合使得其力学求解十分困难,目前还缺乏高精度的计算方法.基于大塑性变形几何关系,通过严格的数学推导,对承受内压、轴对称爆破片结构,建立了用微分代数方程组描述的数学模型.提出了一种在MATLAB/Simulink环境下对拉伸型爆破片力学行为进行仿真的分析方法,可方便地获得该类结构应力、应变、位移和壁厚等参量的变化规律,并可估算出结构的极限载荷.     

发汗冷却控制理论在电磁炮弹防热设计中的应用

本文探讨了发汗冷却控制系统的应用问题,重点讨论了将发汗冷却方法应用于电磁炮弹的防热设计,给出了不同出口速度的电磁炮弹所需携带冷却剂——液氦的质量。计算结果表明,在炮弹气动加热相当严重的情况下,用较少的冷却剂就可以保证炮弹在整个飞行过程中保持小阻力外形,从而验证了采用液氦发汗冷却防热的工程实用性。     

板式蒸发器仿真计算模型

对板式蒸发器建立仿真计算模型。并利用模型，精确计算了板式蒸发器里流体沿流道方向温度、压力的分布以及冷热流体的速度分布和板壁温度分布。根据模型的计算结果，分析换热器运行性能，阐述仿真结果的理论依据，说明了板式换热器的换热和流体流动情况，为板式换热器的优化设计和系统仿真提供了基础。     

飞机燃油复杂管道压力瞬态特性分析

针对飞机加装管路系统的压力瞬变过程,给出了流体及管路结构的动特性方程,提出采用特征线法和有限元法相结合的方法来研究流体结构相互作用。通过构造通向机翼12号油箱的1:1地面试验台架,监测加油控制活门关闭时油箱前的动态压力,仿真分析表明:管道应力波与水锤压力波之间会产生能量转换,导致压力的高频脉动及传统基波周期的改变。仿真分析与试验结果的吻合验证了考虑FSI(fluid-structureinteraction)的合理性及所采用方法的正确性。     

一种前馈AGC系统的设计与分析

本文提出了一种新型的AGC系统——前馈AGC.这种AGC具有即时控制能力和输出纹波小的优点.文中给出了方案结构框图,推演了设计公式,做了控制质量分析.从理论上证明了方案可行并具有实用价值.