展向局部加热与圆柱尾流的绝对不稳定性

采用对圆柱展向局部电加热的方式,在水槽中实验研究了临界/亚临界雷诺数圆柱尾流的绝对不稳定性.利用可控电加热改变圆柱表面温度分布,对二维圆柱绕流引入局部三维扰动,观察其对于临界/亚临界雷诺数圆柱尾流稳定性的影响.研究表明,在临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流具有绝对不稳定性;在亚临界雷诺数状态,圆柱绕流尾流则是对流不稳定的.加热圆柱展向局部涡脱落存在锁频现象.     

剪切来流条件下的涡生振荡机理

将指数极坐标系建立在运动的圆柱上,推导了运动坐标中剪切来流条件下,涡生振荡的涡量-流函数守恒方程、其初始和边界条件、圆柱表面的水动力表达式、圆柱振荡方程。对圆柱从静止开始振荡到发展为稳定振荡状态进行了计算和讨论,描述了脱体涡街的发展过程、升阻力相图的连续变形和漂移、圆柱振荡和平衡位置的变化过程。研究了涡生振荡终态随剪切度K的变化。结果表明:剪切来流给流场加入了背景涡,使圆柱的上涡增强、下涡减弱,流场的对称性被破坏。随着剪切度K的增大,涡街的倾斜程度增大,压力曲线的漂移量增大,由此导致升力的绝对值增大,圆柱的振幅增大且平衡位置向圆柱下侧的漂移也增大。     

剪切来流条件下的涡生振荡机理的数值研究

将指数极坐标系建立在运动的圆柱上,推导了运动坐标中剪切来流条件下,涡生振荡的涡量-流函数守恒方程及其初始和边界条件,圆柱表面的水动力表达式以及圆柱振荡方程。对圆柱从静止开始振荡,到发展为稳定振荡状态进行了计算和讨论,描述了脱体涡街的发展过程,升阻力相图的连续变形和漂移,圆柱振荡和平衡位置的变化过程。并研究了涡生振荡终态随剪切度K的变化。结果表明,剪切来流给流场加入了背景涡,使圆柱的上涡增强而下涡减弱,流场的对称性被破坏。随着剪切度K的增大,涡街的倾斜程度增大,压力曲线的漂移量增大,由此导致升力的绝对值增大,圆柱的振幅增大且平衡位置向圆柱下侧的漂移也越大。     

一种双圆柱绕流流场及流噪声数值计算方法

为了探究数值计算方法在气动声学计算中的准确性,基于变分原理的Lighthill声类比理论,数值模拟了三维串列双圆柱的气动噪声。为了获得噪声源,采用大涡模拟(LES)求解不可压非定常的流场。计算得到的双圆柱流场特性和声学特性与试验吻合得很好。上游圆柱的涡脱落与下游圆柱抨击引起的特征线谱噪声特性也得到很好的预测。     

涡环旋转伞流固耦合特性分析

以一种典型的涡环旋转伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等流固耦合特性。结果表明:涡环旋转伞在来流12m/s时稳定转速约为3.1r/s,伞衣幅充满外形饱满,与伞塔试验结果吻合;稳态阶段涡环旋转伞上方产生大量涡核,涡核中心的连线类似于空间螺旋线;涡环旋转伞的阻力系数大于一般结构轴对称降落伞;伞衣幅与伞绳连接区域以及边缘区域应力明显高于伞衣幅平均应力水平。     

1.25cm 体效应振荡器研制

文中讨论了一种1.25cm波段的波导型体效应振荡器。其主腔采用可调节的同轴减高波导座结构,使电路与二极管实现良好匹配。文中着重讨论了主腔各部尺寸对振荡器特性的影响。稳频腔采用高Q值的H_(011)模式圆柱腔,并采用线胀系数不同的金属材料进行温度补偿,提高了频率稳定度。利用WT55型体效应管,在23-25GH_2频带内,功率输出大于30mw,频率稳定度为5×10~(-5)。     

圆柱壳在轴向压力作用下的稳定性和振动特性

利用Hamilton原理得出轴向压力作用下圆柱壳位移增量的动力学方程,推导了方程的解析解。通过数值计算,分析了轴向压力作用下圆柱壳的临界屈曲压力随壳体长度变化的曲线,讨论了壳体几何参数(L,h)变化和轴向力幅值变化对振动频率影响的变化曲线。数值计算结果表明,圆柱壳的临界屈曲压力与失稳模态紧密相关;圆柱壳的自振频率随壳体的长度增加而下降,随壳体的厚度增加而提高;圆柱壳的自振频率和最低频率随轴向压力的增大而下降。     

带有损伤凹陷的环肋圆柱壳应力和稳定性分析

为探寻局部受损伤潜艇结构的承载能力,以出现较大损伤变形的环肋圆柱壳舱段结构为研究对象,"涡形凹陷"作为损伤变形的典型形状,运用MSC/NASTRAN软件计算了这种结构在静水外压作用下的应力分布和失稳临界压力。结果表明:带有损伤凹陷的环肋圆柱壳与完好状态环肋圆柱壳相比,最大应力值提高,失稳临界压力值下降,应力的改变对环肋圆柱壳承载能力的影响更大;相同凹陷幅度下,损伤凹陷中心在肋骨位置时,对圆柱壳应力状态和稳定性的影响最为恶劣。肋骨分别采用梁单元或壳单元两种建模方式时,得出的应力和失稳临界压力变化规律一致,采用梁单元建模得出的肋骨应力偏安全。     

带有消声瓦的潜艇耐压壳的稳态振动和横向应力

采用混合分层理论和Ressiner混合变分原理,在壳的厚度方向取二次插值函数来描述位移沿厚度方向的变化规律;采用三次和四次插值函数来描述横向应力沿厚度方向的变化,线形处理筋条的变形,推导出粘弹加筋层合圆柱壳的动力学方程和协调方程组,并采用拉普拉斯变换,得出简支粘弹加筋层合圆柱壳稳态振动的响应解。对于自由阻尼层合圆柱壳,所给出的振动频率和结构损耗因子与解析解吻合良好.结果表明,较高的层间横向正应力是引起潜艇消声瓦脱落的主要因素,而采用较高模量的粘弹性阻尼材料将降低层间横向应力的幅值.     

圆柱壳振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法及特性分析

针对圆柱壳结构瞬态声振特性分析研究不足,结合Newmark-β积分法和Kirchhoff时域边界积分方程,提出一种圆柱壳受迫振动声辐射Jacobi-Ritz时域半解析法。基于一阶剪切变形理论和微元法思想,建立了圆柱壳振动声辐射分析模型,采取Jacobi多项式和Fourier级数表示轴向和周向位移容许函数,基于Rayleigh-Ritz法和Newmark-β积分法计算圆柱壳的受迫振动时域响应,在此基础上,基于Kirchhoff积分方程求解辐射噪声时域响应,分析圆柱壳受迫振动声辐射特性。与有限元方法/边界元方法数值结果对比表明,该方法具备收敛性好、精度高等优点,圆柱壳结构声振响应峰值随边界条件的刚度变弱存在左移现象,振动声辐射响应随厚度的增加呈现下降趋势;当随机载荷峰值频率与结构固有频率接近时,结构声振响应出现强特征线谱。     

Quasi-steady aerodynamic characteristics of Terminal Sensitive Bullets with short cylindrical portion

The aerodynamic characteristics are vital for short cylindrical Terminal Sensitive Bullets(TSB)with low aspect ratio,especially in terminal trajectory.Currently,there is little research in terms of the TSB and short cylinder with two free ends,and particularly in this trajectory,where the scanning angle β and roll angle α vary over a broad range between 0° and 180°.In this work,wind tunnel experiments are first conducted to learn the effects of Reynolds number and scanning angle on aerodynamic parameters for short cylinder with aspect ratio L/D = 1.Similar to infinite cylinder,for the short cylinder with two free ends,the drag crisis phenomenon still exists in the critical regime 1.7 × 105 ≤ Re ≤ 6.8 × 105.Then 3D simulations are performed to demonstrate the aerodynamic characteristics of short cylinder and TSB over a broad range of Re,L/D,α and β.The sensitivity analysis of time step and grid are presented as well.When β=0°,for short cylinder,the drag crisis phenomenon was also observed in the simulation,but not as obvious as in the wind tunnel test.In some attitudes,there is an obvious Kármán vortex in the wake of short cylinder and TSB.The correlation between time-averaged aerodynamic coefficients and L/D,Re,α&β is discussed.The vortex shedding frequency and shear layer behavior are obtained for quasi-steady and unsteady flow.Finally,the effect of end's shape on drag reduction and vortex shedding frequency is analyzed.     

基于电磁涡旋的雷达目标成像

作为信息载体的电磁波除了传统的携带信息方式外,近年来其波前以电磁涡旋形式展现的信息调制能力也越来越受到关注。本文综述了电磁涡旋在信息调制等方面的研究进展,阐述了其在雷达信息获取方面的潜在应用价值。针对圆形相控阵列,建立了电磁涡旋波照射下理想点散射目标的回波模型。将各阵元的接收信号按照与发射时相同的模式移相后,沿圆周积分即可获得雷达阵列的输出回波。该回波可表示为经平方Bessel函数调幅后的傅里叶基函数的线性组合。结合Bessel函数的频谱特性,分析了轨道角动量态与方位角变量之间的近似对偶关系,利用逆投影和滤波-傅里叶变换方法进行了成像处理。仿真实验表明,电磁涡旋对雷达目标具有方位向成像的潜力。本文的研究可为新体制的雷达设计、目标识别技术的发展提供参考和借鉴。     

电热杯火灾物证鉴定方法研究

模拟电热杯正常使用、通电过热、正常使用后受火灾作用和通电过热后受火灾作用,获得在不同实验条件下的电热杯火灾残留物,用扫描电子显微镜对电热杯火灾残留物中的电热丝显微形貌进行观察。结果表明,在不同实验条件下,电热丝的显微形貌有明显的不同。因此,利用扫描电子显微镜,观察电热杯电热丝的显微形貌,可以直观、便捷地鉴别电热杯在火灾前所处的状态,为电热杯火灾原因的认定提供了一种新的技术方法。     

非对称通气空泡多相流场特性研究

通气空泡的非对称介质分布将影响其水动力特性,继而影响空泡稳定控制,目前对其流动特性的认识较为局限.为揭示非对称通气空泡的流动机理,基于循环水洞实验及数值仿真开展了多相流场特性研究.结果 表明:非对称流动导致空泡形成非对称沾湿区,依据流动介质的不同,非对称沾湿区可分为透明气相区、水气混合区及沾湿区.水气混合边界由底端母线...     

Thermal hazard assessment of TKX-50-based melt-cast explosive

In the present study, thermal hazards of TNT and DNAN used as the molten binder in TKX-50-based melt-cast explosives were comparatively studied through accelerating rate calorimeter (ARC) and Cook-off experiments. Two kinds of ARC operation modes were performed to investigate the thermal safety performance under adiabatic conditions (HWS mode) and constant heating (CHR mode). The obtained results demonstrated that at both heating modes, DNAN/TKX-50 outperformed TNT/TKX-50 from the thermal safety point of view. However, the sensitivity to heat of the samples was reverse because of the different heating modes. In addition, the results of thermal hazard assessment obtained from the cook-off experiment complied with ARC analysis which indicated the molten binder TNT replaced by DNAN would reduce the hazard of the TKX-50 melt cast explosive. Furthermore, the results of cook-off experiments also showed that DNAN/TKX-50 outperformed TNT/TKX-50 from the aspect of thermal stability, which was consistent with the result of CHR mode because of the similar heating process.     

自由旋涡气动窗口非对称喷管的设计

对于高能激光器来说 ,晶体材料输出窗口因吸收致热而无法正常工作。自由旋涡气动窗口利用超音速自由旋涡来密封低压的激光腔。本文提出了确定气动窗口所需自由旋涡气动特性的过程 ,讨论了特征线方法在非对称超音速喷管设计中的应用 ,该喷管被用来产生自由旋涡流动。     

单层反射模式蓝宝石腔体的9.7GHz频率基准

分析了多层圆柱形蓝宝石腔体谐振器为实现Bragg谐振模式需满足的尺寸条件。仿真并设计了单层腔体,利用teflon支撑件将蓝宝石固定在内部镀银的金属腔体内。其在9.7GHz频点实现了Bragg包含模式,Q值高于200 000。利用该谐振器作为带通滤波器构建了室温下的X波段振荡器。该振荡器还包括低噪放、滤波器和手动移相器。通过合理选择谐振器的插入损耗和调节移相器,该振荡器成功实现了稳定输出。测试结果表明,该振荡器具有低的相位噪声但易受环境温度影响。由于采用了极高Q值的蓝宝石谐振器,该振荡器可能成为目前最低相噪的X波段室温频率基准。     

基于倒拖过程参数测试的汽缸密封性评估

优化选择了测试工况和测试参数,在实车上测量了倒拖过程中的汽缸压缩压力、电机启动电流和曲轴转速信号,建立了一种坦克柴油机汽缸密封性评估方法。该方法同时兼顾了柴油机汽缸密封性的整体性和各缸之间的差异性,测试成本低,评估速度快,易于推广应用。