等离子体气动激励控制圆锥激波实验

以减弱超声速飞机头部和进气道调节锥的激波强度为背景,开展了等离子体气动激励控制圆锥激波实验,通过纹影显示以及壁面压力测量来研究圆锥激波形态和激波强度变化的规律。结果表明:当激励电压幅值分别为600V,800V,1 000V时,等离子体气动激励使圆锥激波变为2道激波,激波角度分别增大7.3°、13.2°、18.9°,锥体头部壁面总压分别增大6.52%、8.17%、9.52%,表征总压损失减小,验证了等离子体气动激励可以有效减弱超声速飞机头部和进气道调节锥圆锥激波强度。     

基于数值模拟的螺旋进气道结构优化

以实际产品为研究对象,将三维数值模拟方法应用于柴油机螺旋进气道的改进设计中.通过数值模拟,获得了该气道内气体的流速、压力及湍动能等特性参数的分布,并计算了出口处的流量系数和绕竖直轴线的转矩.结果表明:该气道的流通性能很好但产生涡流的能力还可以进一步提高;在三维流动分析基础上提出了一系列的改进措施;对比各种改进措施下的模拟计算结果,发现在不减小流量系数的前提下,适当地增加螺旋腔室定义曲线相对气门凸台中心线的距离和增大涡壳角相结合的方法可以明显提高产生涡流的能力,是一种有效而又合理的改进办法.     

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.     

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。     

燃气射流控制进气道调节原理及数值验证

为了提高固冲发动机＂变工况＂工作条件下进气道性能,将外部波系封口马赫数降低的设计方法与燃气射流进气道控制技术相结合,提出了燃气射流控制进气道设计方案;为分析设计方案的可行性,设计了三种进气道,并采用数值模拟方法三种进气道流场进行了模拟;通过对模拟结果的分析探索了调节方案的调节原理;通过对三种方案进气道性能的比较,初步验证了调节方案.研究表明：采用降低外部波系封口马赫数的设计方法可提高进气道低马赫数工作时的流量系数;燃气射流控制技术可均化进气道在高马赫数工作时的入口流场,减小有效喉道面积,提高总压恢复;射流控制可调进气道在一定工作范围内具有较好的性能.     

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。