出水超空泡的形状与弗劳德数影响的实验研究

潜射导弹/射弹超空泡出水时超空泡与界面的作用机理目前还不完全清楚,而非定常流重力作用下的超空泡形状的描述也需要进一步探讨。为此,进行了水下高速射弹超空泡出水的实验研究,用高速摄影仪拍摄了航行体出水过程中空泡形状变化的图像,测量分析了各种不同头型航行体诱导的空泡尺寸、轮廓和生成溃灭形态的变化规律,并将研究结果与已有的理论公式和半经验公式进行了对比。研究表明,对所研究的工况,Savchenko半经验公式的适用范围可以扩展到空化数小于0.12;此外,实验测得的超空泡归一化长度亦高于考虑弗劳德数影响的Vasin的理论值,文中采用一系数对该公式进行了修正。实验研究还发现,航行体头型对超空泡的尺寸影响较大,超空泡与自由液面接触后,空泡直径有一定程度的增大。     

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.     

基于实验观测的分域湍流模型在通气超空化中的评价

为建立一种可以准确高效预测通气超空化流动的湍流模型,结合数值计算和实验结果,对绕锥头回转体通气超空化流动特性进行研究.实验采用高速录像观察了通气空化随时间的流场变化;数值计算中,分别应用标准k-ε湍流模型和密度分域的湍流模型计算了绕锥头回转体通气空化流动.其中,密度分域的湍流模型是在实验观测的基础上建立,即在空泡的前端含气量较大的区域应用DCM模型,以体现附着型空穴的可压缩性;在空泡尾部含气量较大的雾状空泡区域应用FBM湍流模型,以捕捉多尺度的空泡涡团结构.研究结果表明:与标准k-ε湍流模型相比,基于密度分域的湍流模型计算的结果与实验观测的现象基本吻合,有效减小了通气空化空泡区域内的湍流黏性,可以捕捉空泡区域内多尺度旋涡结构的演化过程,进而可以准确地预测通气超空化空泡断裂脱落的非定常流动细节.      

水下高速航行体自然超空泡形态特性仿真研究

为使水下高速航行体获得减阻量,基于均匀多相流假设,建立了水下高速航行体自然超空化流动的多相流计算流体力学模型.应用商业软件Fluent 6.2进行了水下高速航行体自然超空泡计算,对比分析了带圆锥和圆盘空化器的两种高速航行体形成超空泡的空泡长度、空泡直径、空泡含汽率和航行体表面的空泡厚度等超空泡形态特性.数值模拟了带圆盘空化器头部航行体的超空泡流发展过程,获得了航行体的超空泡形态变化特性.仿真结果表明:圆盘头形空化器有利于航行体超空泡的形成;超空泡的相对直径与相对长度随空化数增加而减小;在水下高速航行过程中,航行体形成稳定超空泡的长细比非常高,随着航行体速度的衰减,其超空泡迅速出现不稳定状态.     

低弗劳德数通气超空泡初生及发展演变特性

为了研究通气超空泡初生及发展过程中空泡形态及泄气模式的演变特性,采用分相流模型和SST湍流模型,考虑通气压缩性和重力效应,建立了通气超空化三维数值计算模型,并通过试验数据进行了校核和验证,研究了在通气率和弗劳德数大范围变化下的通气超空泡生成及发展过程.结果表明:回射流模式超空泡发展过程非常不稳定,空泡初生时伴随空泡的断裂及分离,空泡发展过程中存在气/水混合物回流现象,超空泡形态难以预估.双涡管模式超空泡先以回射流模式发展,当超空泡充分发展后,空泡闭合模式转变为双涡管方式,空泡形态及泡内压力相对比较稳定.接近超空泡泄气转变临界时,超空泡闭合模式在双涡管和回射流之间相互转变,导致超空化流动及超空泡形态变化更加复杂.     

超声速圆盘空化器超空泡流动数值计算方法

以超空泡射弹为研究背景,为分析在超声速条件下水的压缩性对圆盘空化器超空泡流场的影响,基于理想可压缩流体势流理论,提出了一套有限体积数值计算方法.采用可压缩流体满足的连续性方程和Tait状态方程,结合Riabouchinsky超空泡闭合模式,提出了针对超空泡流场反问题的一种求解方法.根据超空泡表面不可穿透条件,设计了一种新的超空泡外形迭代方式.在解决超声速圆盘空化器超空泡流场计算问题的基础上,分析了压缩性对超空泡形态和阻力系数的影响.在超声速条件下（马赫数为1.0~1.2）,流体压缩性将导致超空泡前后略微不对称,前端比尾端截面更窄,空泡最大截面略微向后移;在相同空泡数下,随着马赫数的增加,空泡长细比逐渐增加,压差阻力系数也不断增加.计算结果与经验公式及有关文献结果吻合较好.     

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.     

水下射弹空化器参数对自然超空泡形态的影响

为获取有效减阻的自然超空泡形态特性,利用CFD商业软件Flunt 6．0,基于均匀多相流假设,建立了水下射弹自然超空泡流动的多相流模型。在射弹最大初速度500m／s、最小空化数为0．00155的条件下,计算了圆锥和圆盘两种空化器头部射弹模型的超空泡形态。分析了头型、直径、锥角、空化数等对自然超空泡形态特性的影响。仿真结果表明：自然超空泡的尺寸变化主要取决于空化数与空化器参数;圆盘头型空化器更利于射弹超空泡的形成：空化器的直径和锥角过小都不易产生自然超空泡。     

分离点已知的二维水翼超空泡形状研究

采用奇异积分方程方法,研究了二维薄翼定常超空泡问题．应用一种改进的离散化方法对积分方程进行了求解．当超空泡在水翼上下表面的分离点已知时,给出了超空泡形状的．给出了几种非对称翼型超空泡形状的数值结果．     

小攻角下水下高速射弹的空泡形态特性

基于流体计算软件Fluent,在小攻角小空泡数下对高速射弹形成自然超空泡的空泡形态特性进行了数值仿真研究。采用二维求解器计算了某口径高速射弹超空泡流形态,并与SCAV软件计算结果进行了比较分析,二者吻合较好,验证了计算模型与参数选择的正确性;采用三维求解器对非零攻角下高速射弹的超空泡流动特性进行了模拟,给出了射弹的超空泡轮廓和射弹表面的空泡厚度分布曲线,分析了小攻角对高速射弹空泡形态特性的影响规律,攻角严重影响超空泡的对称性。研究结果为进一步研究水下高速射弹的水动力特性和弹道特性等问题提供了理论基础。     

会计课程模拟实验有效性研究与实施

随着科学技术和社会实践的发展,自然科学中的模拟实验方法和原理也逐渐被引入社会科学。把自然科学中的实验方式引入会计教学过程,就产生了会计模拟实验教学。实验性教学既可以帮助学生解决学习中的难点,提高学习兴趣和学习效果;又可以激发学生思维的活跃性,增强其实际分析问题、解决问题的综合能力。实验性教学已成为会计类课程教学的重要乃至关键环节。     

虚拟实验室在网络教学中的应用

将计算机技术、数据库技术与虚拟仪器技术相结合,用于计算机专业的实验虚拟系统中,实现了利用网络进行远程控制、远程访问、远程使用的功能,利用网络技术实现了虚拟实验室系统的网上教学、网络管理功能,学生可以通过网络在任何地方学习实验、预约实验、网络讨论、提交实验报告等。     

面向非环境类学生的环境监测开放实验

为充分发挥实验教学示范中心在实验教学中的重要作用,面向非环境类专业的学生开展环境监测开放实验。通过开放实验,使学生在跨学科的学习中,拓宽知识基础,掌握一种环境污染物的监测技术,培养严谨的科学态度,建立良好的团队意识,从而加强学生的环境保护意识,全面提高学生的综合素质。     

《软饮料工艺学》课程实验生产线及实验方案设计

饮料实验是食品科学与工程专业的重要实验课程。介绍了水处理、碳酸饮料和果汁饮料的中试生产线的设计,改善了本科生实验、实习条件。     

电工电子实验教学改革与实验中心建设

电工电子实验示范中心按照"夯实基础、注重实践、引导创新"的原则,在建设及教学过程中,以学生工程应用培养和创新能力提高为目标,开展了一系列的教学改革探索和实践,通过开设多层次实验内容,构建了以能力培养为主线的多种教学模式,形成完善的实验课程体系及与课程体系相适应的日常实验教学平台和学生课外科技活动的创新实践平台。     

振动力学实验教学的探讨

社会与经济的发展要求高等教育为市场提供具有创新实践能力的人才。振动力学是基础力学学科的一个重要的分支,是近代物理学和科学技术许多领域中的重要课题。振动力学实验教学能够帮助学生理解相关理论,锻炼学生动手解决实际工程问题的能力。学生通过自主实验还能在创新素质上得到提高。文中探讨了振动力学实验教学环节,在实验内容、实验平台的搭建和实验教学管理方面进行了一些有益的探索与实践,同时总结了课程开设过程中的经验,提出了改进方案。     

种子学实验技术的教学实践与探索

针对种子科学与工程专业实验教学的自身特点,对种子学实验技术的课程设置,实验内容,实验方法等方面进行了一些实践和探索。把电泳法测定种子纯度新技术及时的纳入实验课程设置中,保持实验教学内容的先进性。采取让学生主动参与实验教学准备,主动设计、进行实验的方法;结合生产实际进行直观实验教学;增加实践技能训练来辅助实验教学,培养和锻炼学生的实践动手能力。制作实验技术录像、图片,利用多媒体来丰富和拓宽学生的知识面,培养适应新时期种子产业的本科毕业生。     

材料科学与工程专业综合性实验教学研究

实验教学作为学生创新意识和创新能力培养手段,已经成为当今高等教育改革的主要内容之一。结合武汉理工大学材料科学与工程专业实验教改中创新实验的探索和实践,阐述了无机非金属材料专业综合性实验开设的内容与方法。为提高大学本科生的实践能力、科研能力和创新能力,提供了可借鉴的实验教改经验,对人才培养及增强学生对实验的兴趣都起着积极作用。另外,综合性实验的实验环节多,使得学生参与实验、参与动手的机会增加,学生自主参与性得到加强,保证了实验教学的质量。     

环境微生物学实验研究性教学改革探讨

环境微生物学实验是环境类专业的必修主干课程,与生产实际紧密结合,其教学效果至关重要。在研究性教学思想的指导下,以提高学生学习积极性、合作性学习能力和解决实际问题的能力为目标,针对环境微生物学实验课程的教学方式、教学内容和考核评价方式等方面进行了系统改革和调整：（1）优化整合理论课和实验课程教学内容;（2）将基本操作训练整合到与工程实际相一致的综合型实验之中;（3）侧重实验教学过程考核和基本规范操作考试,弱化理论考察。经过为期三年的研究性教学实践,取得了显著的教学效果。     

开展创新性实验教学实现理论到创新的有效对接

课内实验教学是实践育人的基础,科技创新是学生素质提高的重要环节.将实验室开放,设立创新性实验教学项目,对接了实验课堂和科技创新,夯实了学生基本理论知识和实践基础,培养了学生科技创新兴趣,让学生提前感受科学研究,为学生开展科技创新做好了铺垫.