履带车辆动力舱空气流场的CFD模拟与试验研究

以某履带车辆动力舱为研究对象，建立了舱内空气流动与传热计算的物理模型和数学模型，采用标准k-ε方程湍流模型对动力舱内的空气流动进行了描述，采用Fluent软件中的薄面模型对散热器与冷却风扇进行了简化处理，对舱内空气的速度场和温度场进行了三维数值模拟，采用热线风速仪对进、排气窗处的气体流速与温度进行了试验测试，测试值与模拟值的最大相对误差为9．42％，精度能够满足工程需要，表明该计算模型合理可行。     

基于数值模拟的柴油机后处理系统阻力研究

将柴油机用肇流式过滤体（Diesel Particulate Filter，DPF）简化为单通道流动管道的集合，根据准稳态流动的压力损失方程和传热方程建菠了DPF的一维流动模型；将柴油机工作过程模型与DPF流动模型集成，建宦了后处理系统的排气阻力模拟计算模型，通过台架试验验证，证明误差在3％以内。计算结果表明：柴油机在低负荷时，系统排气阻力与负荷近似呈线性关系；在高负荷时，二者近似呈二次曲线关系。计算给出柴油机全工况排气阻力MAP图，可用于标定DPF再生控制器。     

多孔介质中气体流量对流动阻力影响的实验研究

对空气在多孔介质(Pd/SiO2颗粒催化剂)中的流动阻力特性进行了冷态实验,研究了气体流量对流动阻力的影响.结果表明:催化剂厚度一定时,随着气体流量增大,多孔介质中的流动阻力也逐渐增大.经过与经典阻力计算公式对比,分析了偏差影响因素.最后,结合实验数据拟合出了适合管式反应器中流动阻力计算的半经验公式,能精确地预测颗粒填...     

柴油机排气集水箱降温特性及其影响因素

针对常规潜艇柴油机排气系统集水箱,分别建立了不同管束结构集水箱的数值模型,并得到了各自内部流场及温度场的分布;分析了细管长度、细管转折形式和布置形式对其冷却降温性能和阻力特性的影响。结果表明:内层管长L1大于外层管长L2的结构比等管长的结构排气阻力小,降温冷却效果更明显;细管末端的弯管与折管相比,排气阻力小,降温性能更优越。     

采用射流掺混增强的前可调面积涵道引射器数值模拟

为了提高风扇外涵和核心机驱动风扇级外涵流体的掺混效率，提出一种采用射流掺混增强的前可调面积引射器设计方案。通过数值模拟的手段对流量特性、流动掺混和总压损失等方面进行了研究，并同基准模型进行了对比分析，结果表明：采用波瓣混合器结构的前可调面积引射器设计，显著地增加了较高出口背压工况下风扇外涵的流通能力；新的设计方案不仅没有增加低出口背压工况下的总压损失，还减小了高背压出口工况下的流动损失；流向涡的特征尺度是提高掺混效率的关键，可以进一步优化波瓣混合器几何轮廓，以满足调节机构对结构设计的要求。     

某轮式两栖车水上行驶阻力数值模拟

为了在设计阶段评价某轮式两栖车辆的水上性能,研究了采用数值模拟的方法对轮式两栖车水中行驶进行模拟计算的可行性.在车轮提升与非提升2种情形下,预测了给定工况下的车辆行驶阻力.研究结果表明不同车体形状的阻力系数不同,采用车轮提升方案可以有效地减小航行阻力,运用数值方法预测阻力、优化车体外形是两栖车辆水上性能的有效设计方法.     

有排气弹丸底部阻力的估算方法

综合了国内外有关排气温度、分子量和来流马赫数影响底部阻力的实验和理论成果,采用人工神经网络方法处理了实验数据,提供出一个有排气弹丸底部阻力的工程估算方法。     

两栖车辆水阻力构成研究

分析了排水型两栖车辆的水阻力构成,当两栖车辆高速航行时,形状阻力占主要成分,形状阻力是影响两栖车辆水上机动性的主要因素,模型拖曳试验结果验证了该分析结果.     

关于排水型两栖车辆水上航速的研究

本文引入造船学的有关理论,从理论和实验基础上研究履带式排水型两栖车辆水上航行所遇到的阻力,以形状阻力和兴波阻力为主.高速航行时,兴波阻力上升为主要阻力成份,它是阻碍排水型两栖车辆水上航速提高的主要原因,由此文中提出了排水型两栖车辆水上实用极限速度问题.     

基于CFD的两栖车辆水上阻力预测

针对两栖车辆水上阻力难于预测的问题,研究了基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的外流场数值计算方法,提出结合车辆水上运动模型预测车辆高速航行时水上阻力的方法,分析了外流场数值计算中数学模型、定解条件、两相流模型以及流场网格划分和边界条件处理方法等问题;通过修改刚体空间运动方程,构建了两栖车辆水上运动模型,实现了引入车辆水上运动模型的两栖车辆水上绕流场计算.试验结果表明:基于CFD的两栖车辆水上阻力预测方法具有良好的预测精度.     

基于遗传算法的车用散热器优化设计

选取散热器的散热量、体积和压降作为优化目标,采用线性加权法建立了散热器的多目标优化模型。在给定的散热器原始数据和性能要求条件下,对散热器芯体的外形尺寸和翅片参数进行了优化。介绍了遗传优化算法的执行步骤和流程,在此基础上开发了优化程序。结果表明,优化后散热器的散热量明显增大,散热器芯体的体积和压降也有不同程度的减小。     

基于CFD与近似模型的坦克百叶窗优化方法

建立了一种基于百叶窗三维CFD（ComputationalFluidDynamics）模型与近似模型的百叶窗结构优化方法。通过试验设计DOE（DesignOfExperiment）以及CFD计算分析,得到空气流经百叶窗后的压力降。将目标函数所包含的百叶窗性能参数通过加权后,应用iSIGHTFD软件构建响应面近似模型,以序列二次规划算法对百叶窗最优结构求解,其最终结果显示,目标函数较原模型减少8．43％。该方法简单,能直接用于一般百叶窗结构优化设计。     

高超声速滑翔飞行器滑翔段初始状态的唯一性和最优性分析

临近空间高超声速滑翔飞行器的弹道特性主要受滑翔段初始状态和飞行器控制律影响。在飞行器控制律确定的情况下,研究了滑翔段初始状态对高超声速滑翔飞行器弹道特性的影响规律。按照滑翔弹道的不同形式,在纵向平衡滑翔条件下,通过理论推导得出飞行器状态变量的解析式,结合平衡滑翔条件分析平衡滑翔弹道滑翔段初始状态的唯一性；在纵向跳跃滑翔条件下,构建弹道性能评价指标,利用群智能算法,寻找弹道性能最优时的滑翔段初始状态。利用单因素敏感性分析方法,分别对两种滑翔弹道的滑翔段初始状态进行敏感性分析,初始状态中初始速度对弹道特性的影响最大。对高超声速滑翔飞行器初始状态唯一性与最优性的分析,可为高超声速滑翔飞行器的弹道设计、弹道跟踪、轨迹预测和轨迹优化提供借鉴。     

不同填料旋转床功耗与气体压降特性对比研究

采用同心环波纹碟片填料和不锈钢波纹丝网两种填料,在气液逆流CO2吸收操作时,对旋转床的功耗及气体压降进行了对比实验分析。功耗特性对比结果表明,当液流量不变,旋转床转速低于38 rad/s时,丝网填料旋转床吸收器消耗的功率大于碟片填料旋转床吸收器消耗的功率;转速高于38 rad/s时则相反。气体压降特性对比结果表明,在液流量和旋转床转速不变的操作条件下,碟片填料旋转床的气体压降要大于丝网填料旋转床的气体压降约50 Pa;在气流量和转速不变的操作条件下,当液流量较小时,丝网填料旋转床的气体压降大于碟片填料旋转床的气体压降;当液流量较大时则相反。在相同气流量和液流量下,碟片旋转床气体压降要大于丝网填料旋转床气体压降。研究结果为AIP系统旋转床吸收器的填料优选及全系统的优化设计提供了重要的依据。     

基于边界交叉法的高超声速滑翔飞行器多目标轨迹优化研究

针对高超声速滑翔飞行器复杂约束条件下多目标轨迹设计问题，基于边界交叉法和伪谱法提出了其多目标轨迹优化方法。首先，分析了高超声速滑翔飞行器复杂约束轨迹优化问题的特点，提出了多目标轨迹优化问题。然后，采用边界交叉法和伪谱法将多目标轨迹优化问题转化为一组单目标优化子问题，利用非线性规划算法分别求解。在优化过程中，将已求解子问题的解作为下一个子问题的初始值。利用上述方法求解了最大横程和最小峰值热流轨迹优化问题，仿真结果表明：本文方法能够有效搜索到优化轨迹的Pareto前沿，可以为高超声速滑翔飞行器轨迹设计提供参考。     

柴油机运行参数对颗粒过滤器压降特性影响的试验研究

基于排气背压的柴油机颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter,DPF)再生时机判断是DPF后处理系统的关键。针对壁流式过滤器,采取理论与试验相结合的方法,研究了柴油机不同的排气流量、温度以及DPF加载水平对过滤器压降特性的影响规律。结果表明:压降随温度升高基本成线性增长;随流量增加基本成二次方增长;随碳烟加载量的增加而增长的趋势是曲线斜率先大、后小、再增大。随后分析了排气背压和流量、温度以及碳烟加载量之间的数学关系。研究对于准确判断车载DPF的再生时机,进一步提升DPF后处理系统性能具有一定的指导意义。     

Pressure relief of underground ammunition storage under missile accidental ignition

Safety of underground ammunition storage is an important issue, especially during the accidental ignition of missiles. This work investigates the pressure and temperature distribution of the multi-layer underground ammunition storage with a pressure relief duct during the accidental ignition process of the missile. A large-scale experiment was carried out using a multi-layered restricted space with a pressure relief duct to simulate the underground ammunition store and a solid rocket motor to simulate the accidental ignition of the missile. The results show that when the motor gas mass flow increased by 5.6 times, the maximum pressure of the ammunition storage increased by 5.87 times. At a certain motor flow rate, when the pressure relief exhaust area at the end of the relief duct was reduced by 1/2, the maximum pressure on the first layer did not change. But the rate of pressure relief was reduced and the time delayed for the pressure of ammunition store to drop to zero. In this experiment, when the motor ignition position was located in to the third layer ammunition chamber, the maximum pressure was reduced by 32.9％ and also reduced the rate of change of pressure. In addition, for the experimental conditions, the theoretical analysis of the pressure relief of the ammunition storage is given by a simplified model. Based on the findings, some suggestions to the safety protection design of ammunition store are proposed.     

高层建筑加压防烟设计主要问题研究

从设计环节出发,针对加压防烟设计中出现频率较高的风机压头、风道内壁的绝对粗糙度、竖向风道断面长宽比、断面风速选择、风机特性选择等几个主要问题进行了分析,并提出应对措施,为今后的加压防烟设计提供参考。     

目次

为改善等离子体合成射流激励器在稀薄空气环境中的控制效果,增强其临近空间环境适应性,开展了腔体增压条件下激励器工作特性的研究。建立了腔体增压效果理论分析模型,计算结果表明:采用高压气源供气可以较好地提升激励器腔体气压,并且腔体气压对高压气源气压具有较好的跟随性,从而为射流强度调节提供了一种新的方式。搭建了腔体增压等离子体合成射流激励器实验系统,开展了腔体增压压力和射流流场特性测量,实验测量结果与计算结果吻合良好,误差小于2.6%。高速纹影观测显示:在腔体增压作用下,激励器控制力得到显著改善,射流锋面峰值速度由256 m/s提升至507 m/s。