发动机冷却燃料超临界压力下做功潜力㶲分析

在高马赫数飞行下,超燃冲压发动机的燃料冷却量大于燃料燃烧量。为了降低燃料的冷却量以及实现燃料冷却量和燃烧量的匹配,采用分析法对超燃冲压发动机壁面燃料冷却工质在超临界压力下进行做功潜力分析。发动机壁面冷却燃料的特性决定其热量大小。根据发动机壁面温度分布、热流密度分布计算热量,建立稳定流动燃料工质的平衡方程。结果表明:在壁面最高温度为1200 K时,传入壁面的热量为562.4 k W,其中理论热量为541.3 k W;冷却燃料工质流量增加,最大输出功减小;燃料工质出口温度增加,输出功减小;燃料工质出口压力增加,输出功基本不变。     

发动机冷却燃料做功潜力?分析

在高马赫数飞行下,用燃料冷却超燃冲压发动机壁面的冷却需求量大于发动机燃烧量。为了降低燃料的冷却量以及实现燃料冷却量和燃烧量的匹配,采用?分析法对超燃冲压发动机壁面燃料冷却工质进行做功潜力分析。发动机壁面冷却燃料的特性决定其热量?大小。根据发动机壁面温度分布、热流密度分布计算热量?,建立稳定流动燃料工质的?平衡方程。结果表明：在壁面最高温度为1200K时,传入壁面的热量为562.4kW,其中理论热量?为541.3kW;冷却燃料工质流量的增加,最大输出功减小;燃料工质出口温度增加,输出功减小,燃料工质出口压力增加,输出功基本不变。     

环境温度变化对导引头伺服机构摩擦力矩影响分析及实验研究

建立包含框架热致耦合变形的导引头伺服机构摩擦力矩分析模型,重点研究环境温度变化对角接触轴承几何参数及摩擦力矩的影响。以反射镜式导引头为例进行摩擦力矩分析,结果表明:随着温度的降低,润滑脂黏度的上升是导致伺服机构在低温时摩擦力矩剧烈上升的主要原因,框架耦合变形占比较小。搭建基于电测法的摩擦力矩测试系统,用快速温变实验箱模拟环境温度,测量伺服机构摩擦力矩并与理论计算结果进行对比分析,实验证明摩擦力矩实验结果与理论模型计算结果一致。     

脊状表面近壁区湍流度分布规律

通过对不同风速下,不同形状、尺寸脊状表面及光滑平板表面边界层内湍流度的测试,对比分析了脊状表面近壁区湍流度的分布规律。试验在小型直流风洞中开展,流场测试中使用恒温式IFA 300智能型流动分析仪,测试模型则采用有机玻璃及铝两种材质的平板模型。在脊状表面理论零点及壁面摩擦速度的计算中,采用了基于紊流边界层对数律区流速分布公式同时计算壁面理论零点和壁面摩擦速度的改进方法。最终测试结果表明:脊状表面边界层过渡区和对数律区内湍流度与平板相比显著下降,最大降幅超过10%,证明脊状结构的存在有效减弱了壁面近壁区内"猝发现象"的发生。     

易变形船舶螺旋桨流固耦合特性分析

应用双向流固耦合方法,研究了桨叶变形对螺旋桨桨叶表面压力、周围流场及敞水性能的影响,分析了438X系列螺旋桨变形前、后桨叶表面的压力分布以及螺旋桨周围流场的变化,对比了桨叶变形前后的螺旋桨推力系数和扭矩系数。结果表明:桨叶的变形改变了桨叶表面的压力分布并引起螺旋桨周围流场的变化,桨叶变形前、后的推力系数最大相差9.3%,扭矩系数最大相差8.1%,桨叶变形引起的螺旋桨敞水性能的改变不可忽略,不同几何形状螺旋桨变形前、后敞水性能的变化也不尽相同。该研究结果可为新型易变形材料螺旋桨的性能预测、设计提供指导。     

复合材料舵水动载荷分布特征及承载变形规律研究

基于单向耦合原理,对复合材料舵水动压力分布、轴端支反力及变形规律进行了研究。首先,采用FLUENT软件对不同舵角下敞水舵的水动压力进行了数值模拟;然后,通过Mapped field将其加载到ABAQUS结构计算模型上,分析了轴端支反力特征及舵叶变形规律。研究结果表明:随着舵角增大,舵叶面正压范围扩大,峰值不变,舵叶背负压范围不变,峰值增大,由此导致合力中心往随边移动;轴端弯矩和剪力线性增加,扭矩由于合力与力矩的变化不一致而先增加后减小;舵叶的变形主要表现为绕舵轴的扭转和导边区域的弯曲,不同舵角的变形模式存在差异。     

高精度轴类零件的砂带确定性修形方法

为提高金属轴类零件的加工精度,基于光学确定性加工原理将振动砂带研抛方法用于轴类零件的高精度修形中。在这种方法中,弹性接触轮在一定压力下与轴类工件接触形成一个矩形研抛区域,砂带覆盖在接触轮上,通过接触轮的轴向振动可以实现材料可控去除。利用圆柱度仪测量得到轴零件外圆表面的轮廓形貌,得到被加工零件表面轮廓的误差分布。使用脉冲迭代法计算接触轮在圆柱表面不同位置的驻留时间,通过机床主轴的伺服控制实现工件不同位置材料去除量的大小,从而实现被加工零件圆柱度误差的确定性修整。在经过仿真加工后,在一根45#钢轴的一段柱面上进行了确定性修形实验。结果表明,工件平均圆度误差从0.42 μm收敛至0.11 μm,圆柱度误差从0.76 μm收敛至0.35 μm,加工后的形状精度优于超精密外圆磨床的加工精度,验证了高精度轴类零件柱面上确定性修形的可行性。     

基于有限元-刚体混合模型的运载火箭缓释放特性分析

以一种新提出的新型强制式牵制释放系统为例,建立了分析运载火箭缓释放过程中缓释特性的有限元—刚体混合模型。采用刚体模型计算运载火箭的运动,利用有限元方法计算缓释销的弹塑性大变形接触过程,缓释机构和运载火箭的界面满足力和位移的协调条件。该混合模型采用增量方法进行求解,其可用来分析缓释机构的不同材料、几何形状、尺寸以及摩擦条件对运载火箭的完全释放时间、释放时刻速度以及缓释机构消耗功等参数的影响。     

立式拱顶油罐罐顶凹瘪变形测量方法

拱顶油罐罐顶的变形程度是油罐使用状态鉴定的重要参数之一。罐顶变形大部分为凹瘪变形,对罐顶凹瘪程度的测量包括凹瘪度和凹瘪面积。分析了现有罐顶变形测量方法的优缺点,在已知油罐罐顶曲率半径R和内直径D的基础上,通过皮卷尺和量油尺测量变形测量点与罐顶中心的水平距离XXN和垂直距离YXN,利用几何关系得出测量点的凹瘪度计算公式;凹瘪面积的估算分为罐顶中心有变形和无变形2种情况,利用球缺上表面计算方法得出估算公式。利用该测量方法实际测量了一座500 m3的洞库拱顶变形油罐,得出了测量和计算结果,并分析了测量误差。     

纳米硼酸镧的制备、表征及其在水介质中的摩擦学性能

采用化学沉淀法合成了硼酸镧纳米微粒,利用透射电镜、热分析仪、FT-IR光谱仪对其结构进行了表征,采用四球摩擦试验机考察了其在水介质中的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了磨损表面形貌和主要元素的化学状态.结果表明,纳米硼酸镧作为水基润滑添加剂能显著提高水的抗磨减摩性能,添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,在摩擦副表面生成了含La2O3,B2O3,FeO和Fe2O3的复合润滑膜,有效地提高了水的抗磨减摩性能.     

基于压力间断解析解对AUSM -up格式的修正*

AUSM -up格式是AUSM类系列格式中最完善的,通过在对流通量中引入压力耗散,同时在压力通量中引入速度耗散,使之在各种马赫数下均有良好的收敛性和稳定性。然而,通过对格式的分析,我们发现当马赫数为零时,在压力间断位置会出现质量通量无穷大的非物理现象。为了克服这一缺陷,采用特征线法获得了压力间断问题的解析解;以此为基础,对对流通量中的压力耗散项进行修正,发展出新的AUSM -up格式。以新的格式对不同速度驱动下的冲击波发展、不同强度压力间断问题和激波衍射问题进行了仿真,计算结果与理论解吻合得较好。     

应用压力间断解析解修正AUSM+-up格式

AUSM+-up格式是近年来发展的AUSM类格式,通过在对流通量中引入压力耗散,同时在压力通量中引入速度耗散,使之在各种马赫数下均有良好的收敛性和稳定性。然而,通过对格式的分析,我们发现当马赫数为零时,在压力间断位置会出现质量通量无穷大的非物理现象。为了克服这一缺陷,采用特征线法获得了压力间断问题的解析解;以此为基础,对对流通量中的压力耗散项进行修正,发展出新的AUSM+-up格式。以新的格式对不同速度驱动下的冲击波发展、不同强度压力间断问题和激波衍射问题进行了仿真,计算结果与理论解吻合得较好。     

战场大地形空间格网点的高斯曲率算法研究及可视化

论述了在细节层次模型简化技术中,空间格网点的高斯曲率的计算方法,以及在.NET平台下如何用C#语言对算法进行编程.然后依照此算法得出格网点曲率值的大小,删除曲率小的中心点并对删除中心点后留下的空洞进行三角化,从而实现细节层次模型的简化.为体现算法的效果,应用高斯曲率算法将全细节的三维地形模型实现了细节层次模型的可视化,并提出用曲率的几何性质来对算法进行了误差分析,将其结果与其他算法进行了比较.通过实例和误差分析,其结果表明此算法速度快且效果好.     

光栅型波前曲率传感器原理与相位恢复研究

对一种新型的基于扭曲衍射光栅的波前曲率传感器原理进行了数值模拟,应用基于Gesrchberg-Saxton(GS)算法的误差减少法对这种波前传感器进行了相位恢复数值模拟。当畸变波前幅度变大时,恢复残差变大;当迭代精度变大时,恢复残差也会变大。     

三角域上带多个形状参数的二次Bézier曲面片

对于三角域上二次Bézier曲面的形状调整问题,给出了带6个形状参数的拟二次Bernstein基函数。分析了该组基函数的性质,并由此组基函数定义了三角域上带形状参数的二次Bézier曲面片,该曲面片不仅具有三角域上二次Bézier曲面片的性质,而且在控制网格保持不变的条件下,具有形状可调性。形状参数具有明确的几何意义。实例表明：构造的曲面为几何造型中的曲面设计提供了有效的方法。     

润滑油纳米铜添加剂及其对不同粗糙度表面的减摩自修复行为

采用KBH4液相还原法制备了纳米铜添加剂,采用透射电子显微镜对纳米铜添加剂进行了表征,通过摩擦磨损试验机测试了纳米铜添加剂对4种不同粗糙度摩擦表面所表现的抗磨减摩性能,并对不同的磨损表面进行了光学显微镜和能谱分析。结果表明:纳米铜添加剂为分散性能稳定的20nm的球形颗粒;纳米铜添加剂具有良好的抗磨减摩性能,尤其是对于光滑的摩擦表面,与基础油相比,可使摩擦因数降低24%。纳米铜添加剂还具有良好的自修复性能,摩擦过程中,能够在摩擦表面形成一层高弹性低硬度的自修复膜,自修复效果对于光滑的摩擦表面更为显著。     

舰船机电系统使用故障数据分析研究

舰船机电系统在使用维修过程中所记录的故障数据通常质量不高,信息记录不完整、不准确。针对这类不完备数据,利用图示法给出了故障趋势的判定。在此基础上,分别利用齐次泊松过程、非齐次泊松过程和几何过程,对装备的历史故障数据进行了分析。结果表明,几何过程产生的拟合误差最小,并据此预测了装备的未来故障强度。     

飞机静电起电放电机理及带电极性的相关研究

飞机上的静电来源主要包括：沉积颗粒的摩擦起电、发动机引擎燃烧产生的等离子气体起电、穿越带电云层时的感应起电、对流起电和雨滴等粒子的破裂起电等。当机体上电压达到周围介质的放电电压阈值时就会放电，这些放电产生的电磁噪声对导航和通讯都会造成干扰。飞机放电机理主要包括电晕放电、绝缘材料与金属之间的流柱放电和相邻未焊接金属间的火花放电。在实验室内通过对不同物质进行摩擦起电试验和发动机尾气喷射起电实验，得出不同起电方式的带电极性。     

基于数值模拟的拔伸成形工艺分析与优化

变薄拔伸是厚壁深筒件生产的关键工序,成形难度大.针对现行的拔伸成形工艺,为改善成形稳定性、提高成形质量、延长模具寿命,通过采用刚粘塑性有限元法,根据不同参数和条件,在计算机上对拔伸工艺进行数值模拟分析,分别讨论了拔伸模圈道数、变形量分配、模圈间距及入模角等因素对拔伸成形过程的影响,进而提出了"多模短距长拔"、变形量依次递减和较小入模角等优化措施.这样既减少了大量现场试验,又达到了工艺优化的目的.     

基于Zernike多项式拟合的自由曲面车削误差补偿技术

慢刀伺服车削技术是一种特殊的创成加工方法,采用C轴、X轴、Z轴联动的方式在极坐标或圆柱坐标内可车削加工自由曲面光学元件。但是由于各种误差因素的影响,使用慢刀伺服技术仅加工一次获得的光学元件可能不满足精度指标。为此需要研究能够进一步提升慢刀伺服车削加工精度的误差补偿技术。Zernike多项式是面形分析与光学分析之间的理想接口工具,因此本文使用Zernike多项式拟合的方法处理慢刀伺服车削加工的误差,并根据慢刀伺服加工技术的特点,建立慢刀伺服车削加工的误差补偿算法。实验结果表明,基于Zernike多项式拟合的慢刀伺服车削加工误差补偿技术可有效地针对加工中产生的特定误差进行补偿,从而提高自由曲面车削加工精度。