新型静压气体球轴承的超声速现象研究

针对静压气体球轴承的供气孔附近产生超声速区而导致气膜内的压力急剧降低,从而影响轴承承载性能的问题,提出一种基于计算流体动力学(CFD)、可压缩气体三维湍流全N-S方程的数值解法.在N-S方程中,气体动力黏度为温度的函数,保留了对高速气体流动有重要惯性影响的对流项.将可实现的k-ε湍流模型引入到一种新型静压气体球轴承的数...     

喷氢量对氢-空气混合及燃烧过程的影响

氢能源以其储量丰富、来源广泛、可再生、清洁等优点被众多内燃机学者认为是传统内燃机的理想替代能源。本研究使用CONVERGE软件建立进气道燃料喷射氢发动机的三维仿真模型,研究氢气的进气、混合过程以及在进气道内喷氢量对氢内燃机进气和压缩过程中压力场、温度场和混合气分布等的影响,同时,对喷氢过多时,氢气是否会将进气门堵塞,而导致空气无法进入,造成熄火的现象进行了模拟。三维仿真模型的初始设置喷射时刻、喷射压力、初始温度都是固定的,过量空气系数分别设为1.0、1.2、1.4、1.6、1.8,混合气浓度由浓到稀,由此研究混合气浓度对燃烧过程的影响。     

S弯进气道旋流的有效控制

本文提出一种新方法─—唇口转动与管道栅栏组合法，旨在进一步改善大攻角下Ｓ弯进气道内的畸变流场．实验研究表明，本法和无涡控６０°攻角下旋流比较，可降低旋流约７０％，并能综合提高进气道内的气流流动品质．     

西气门紫油机两进气道的相互干扰——对气门口流场的影响

在稳流模拟试验台上,利用所研制的四气门柴油机试验缸盖和气门口三维流速测量装置,运用热线风速仪测量了四气门柴油机不同气道布置方案下的进气门出口三维流场,揭示了四气门柴油机两进气道的相互干扰对气门口流场影响的变化规律,。两气道的相互干扰使两进气道相互作用区域,近壁区域的内流速的大小和分布发生明显差异,这种差异随相互作用区域内速度峰值的增大而增加,切向速度分量影响最大,其速度大小及分布变化较大,切向气道较螺旋气道影响更大,螺旋气道对切向气道的影响随升程的增加而增大,切向气道对螺纹秘气道的影响则随升程的增大而减小。     

超声速旋流天然气分离器的旋流特性数值模拟

与传统的低温分离工艺相比，超声速旋流天然气分离器是天然气处理工艺技术的一大创新。在超声速旋流天然气分离器中，气流经过拉伐尔喷管绝热膨胀形成带液滴的超声速低温混合气流，在超声速翼的作用下混合气流由轴流转换成旋流，实现超声速旋流分离。超声速翼是实现气液分离的关键部件。设计了三角薄板型超声速翼，并利用CFD软件对超声速翼段内气流温度、压力、马赫数等特性参数的变化规律和翼段沿主流方向切向速度的变化情况进行了分析。结果表明，在所设计的超声速翼段内，气流能始终保持超声速，翼段出口马赫数为1．4，翼前无激波产生；分离器的旋流加速度最高在572000g，可实现良好的超声速气液旋流分离。     

发动机进气道防冰计算方法研究

本文介绍了发动机进气道结冰的危害,阐述了进气道前缘与机翼防冰计算方法的差异,分析了发动机进气道防冰计算的技术难点,提供了相应的可行性解决方案,总结了国内外进气道前缘防冰计算的现状,并对国内进气道前缘防冰计算提出了若干建议。     

M4超声速进气道起动特性研究

针对亚燃冲压发动机进气道的起动问题进行了研究,提出了影响该问题的关键因素为设计状态内压缩段进口马赫数M2,d和喉道马赫数Mt,d。通过对一系列二元超声速定几何进气道的流动进行一维流路分析和CFD数值模拟分析,总结了不同M2,d和Mt,d对进气道起动特性的影响规律。     

基于内乘波概念的三维变截面高超声速进气道

提出并命名了高超声速三维变截面内乘波式进气道,其进、出口截面形状同时可控,且能够全流量捕获来流;分析了高超声速进气道的流线追踪设计方法与外流乘波体设计方法间存在的联系;根据内收缩基本流场的特点,从理论上证明吻切锥理论不适用于内乘波式进气道设计,而吻切轴对称理论则可以运用于变截面内乘波式进气道设计.在此基础上,提出了变截面内乘波式进气道的两类具体设计方法.采用这两类方法,获得了三角形进口到椭圆出口和方形进口到椭圆出口的变截面内乘波式进气道方案.计算结果证实,变截面内乘波式进气道设计理论可以在实现截面形状三维复杂过渡的同时,保证进气道内部激波形状和主要流动特征仍与设计基本流场一致,进气道初始激波贴口,实现内乘波,全流量捕获来流.该设计理论为复杂外形的三维高超声速进气道设计提供了思路,但此类进气道在设计和非设计状态下的具体流动特征及工作特性都还有待进一步研究.     

生物柴油发动机进气道模拟与优化

针对DK4柴油机改为燃用生物柴油后出现混合气均匀度较差等问题,本文通过稳流试验和数值模拟的方式,结合均匀试验设计法,在稳态工况下,在进气道前端加装不同结构参数的导流叶片,研究了其对发动机流量系数和涡流比的影响,选择了最佳模型,并对比了瞬态工况下原进气道与优化后的进气道涡流比、累计进气质量和排放特性。结果表明:稳态工况下,优化后的进气道较原进气道平均涡流比增加了24.79%,缸内流量系数提升了1.17%;瞬态工况下,优化后的进气道涡流比整体提高9.46%,累计进气质量增加了7.02%;缸内温度和压力均提高,NOx排放平均升高4.4%,soot排放降低9.9%。可见优化后的进气道有效改善混合气形成,降低生物柴油发动机颗粒排放。     

冲压增程弹用进气道试验与数值研究

对某冲压增程弹用超声速双锥进气道流场特性进行研究,在风洞试验中得到合理的流场结构图谱及试验数据.采用块结构网格与二阶精度流场分区求解技术,对该超声速进气道内外流场进行数值研究.通过数值模拟得到了对应于不同出口反压和攻角情况下,超声速进气道内外粘性流场复杂的波系结构,分析了进气道内外流场的形成过程.结果表明:数值模拟得到的流场结构波系图与风洞试验纹影图一致,并且进气道扩压段静压分布以及进气道出口位置的总压分布与试验结果基本一致.