平流层飞艇强迫对流特性数值仿真分析

强迫对流换热特性对平流层飞艇热状态有重要影响。以平流层飞艇流线型封闭囊体为研究对象,基于囊体内部纯导热传热的假设,采用计算流体力学方法建立平流层飞艇外部流场三维数值模型,对飞艇外部强迫对流换热特性进行仿真分析,得到了不同太阳照射角度、风速和攻角条件下的飞艇表面温度分布和内部平均温度变化规律,为平流层飞艇热状态预测和热控设计提供参考依据。     

燃烧室压力对潜入式喷管喉衬热应力的影响

为了研究燃烧室压力对固体火箭发动机潜入式喷管热应力影响规律的问题,采用商业流体软件,基于压力求解器,求解了喷管纯气相的流场,确定了燃气温度、压力、壁面对流换热系数;采用有限元软件,依据流场计算的非均布壁面压力与非均布对流换热,求解了燃烧室压力为6 MPa下的潜入式喷管热结构问题;通过地面点火试验验证了仿真模型与数值方法的有效性与准确性;采用相同计算模型与数值方法,求解了在燃烧室压力为9 MPa、12 MPa下的喷管热结构问题,揭示了燃烧室压力对喉衬热应力的影响规律。结果表明:整个工作过程,喉衬环向应力最大值为103.9 MPa,位于内表面,且随时间增大,先增大后减小;喉衬环向拉应力也随时间先增大后减小;随压力增大,对流换热系数增大,喉衬温度升高,喉衬环向拉应力增大,喉衬环向压应力减小。     

过椭圆外一定点作其法线的求解分析及其几何逼近作图

对过椭圆外一定点的法线作图问题作了探讨,指出了几何作图法的不可解性。根据椭圆与其法线的几何特征关系建立了求解法线的解析方程,分析了法线问题解析求解的繁杂性。提出了一种几何逼近作图方法,并具体给出了该方法的几何作图步骤。     

DARPA2潜艇模型定常流动 黏性流场和水动力计算

为了进一步验证SA湍流模式模拟分离流动问题的能力,采用SA(C_υ=30)湍流模型,数值求解定常不可压缩的RANS方程,计算DARPA2潜艇模型定常流动黏性流场和水动力;速度-压力耦合采用SIMPLE方法处理,对流项采用二阶迎风格式,隐式迭代求解方程组。得到的数值计算结果与实验值符合较好。潜艇不同部分对水动力的贡献及受攻角的影响是不同的,升力系数随攻角的增加,艉附体的作用明显增强,而指挥台的作用不是很明显;指挥台和艉附体分别存在时,水动力系数随攻角变化的趋势与全附体时是一致的,曲线不存在奇异性变化。     

超声波金属熔体处理机强迫风冷问题的数值模拟

针对超声波金属熔体处理机因高温金属熔体的传热而产生的温度快速升高问题,采用ANSYS/FLOTRAN CFD对处理机进行了流场和温度场耦合分析,得到了不同冷却气流量下的换能器温度分布。同时,采用流-固/热耦合共轭传热问题求解方法得到了冷却腔内流固界面的对流换热系数,避免了试验测试的困难,为超声波金属熔体处理机的散热和冷却提供了设计依据。     

基于表面测温的管道内流体流量及截面温度的识别研究

针对输热管道内部流体流量及温度分布的识别问题,提出了基于管道外壁温度分布,使用FLUENT建立管道充分发展段对流换热模型,并联合MATLAB利用有限体积法和Levenberg-Marquardt(L-M)算法形成了识别管道内流体流量及截面温度的新方法。在此基础上,研究了不同工况下管道内流体流量及截面温度的识别问题,讨论了管道表面温度测量误差及测温点个数对算法识别结果的影响。数值实验证明了该方法的有效性和精确性。     

等、变深度舰船水压场的理论计算

在浅水、薄船、无限宽水域的条件下,舰船以亚临界速度(F_H<1)运动时,利用E.O.Tuck提出的渐近匹配展开法,可以得到定深度扰动速度势的摄动方程。对水深缓慢变化的海底,舰船的绕流不再是定常的,根据A.Plotkin所采用的多重尺度法,可以得到变深度浅水舰船扰动速度势的摄动方程。如果仅考虑扰动速度势的一阶摄动方程,则可得到考虑了线性兴波影响的舰船水压场的计算公式。     

适定的跨音速翼型反设计方法研究

从不可压流反问题的Lightll准确解中可知,翼面压强分布和自由来流速度两者不能同时独立地给定。这意味着对于给定的压强分布存在着一个约束条件,否则,反设计问题就是不适定的。对于可压缩流动,同样应该存在类似的约束条件。本文在这方面做了初步探索,给出了一种满足这种约束条件的跨音速翼型反设计方法。在此方法中,目标压强分布包含一个自由参数,在计算中可调整此参数使压强分布满足本文推导出的正则化条件。     

基于位置矢量的大椭圆导航参数计算方法

基于椭球体的大椭圆航行是一种经济可行的远洋航法,为确保船舶沿期望的大椭圆航线航行,提出了一种大椭圆航线导航参数计算方法。该方法采用位置矢量法求解大椭圆顶点,进而定义了长轴矢量和短轴矢量,并在此基础上推导了形式更为紧凑的航向角、航程和偏航距计算公式。算例分析表明:该方法推导的公式计算简洁,可有效解决航海中大椭圆导航的计算问题。     

可压缩流动压力修正方程分析

依据Ｐａｔａｎｋａｒ提出的差分方程稳定性判断的４项基本法则,对可压缩流动的压力修正方程进行了分析,得出压力修正方程系数为正的条件．指出在每一次求解压力修正方程时必须提高解的收敛程度,以保证下一次迭代的差分方程矩阵接近主对角占优．分析了速度离散方程的欠松驰因子对可压缩流压力修正方程的影响．