再入体表面脉动压力环境的预测

在较宽的攻角范围内 ,考察了超声速和高超声速流场中一类球头双锥再入体表面脉动压力的分布特性 ,并基于超声速和高超声速流动情况下再入体表面的压力分布给出一套预测表面脉动压力分布的工程方法。利用该方法研究了马赫数、攻角、壁面温度等因素对再入体表面脉动压力环境的影响。计算结果表明 ,在本文的计算条件范围内 ,预测的均方根脉动压力系数分布与实验结果基本一致。     

球面聚焦超声场计算与测量实验

研究了球面聚焦超声场的声压场计算.应用物理声学方法,推导了聚焦超声场声压的积分表达式,并通过数值分析法进行了计算和仿真,同时讨论了两种特殊情况下的声压近似解析式.最后推出了测量高强度聚焦超声装置声压的实例,其结果与理论仿真结果相近,偏差不大于3%.     

二维可压缩流动抽吸流量模型及验证

根据超声速与亚声速流动的特征,依据Prandtl-Meyer膨胀波理论,根据背压与来流静压确定膨胀波后的马赫数,获得了质量抽吸流率,并导出了壅塞发生的条件,建立了二维超声速抽吸模型;根据冲量定理,假定气体从主流区域到抽吸腔流态的变化是由于压差的冲量作用,建立了亚声速抽吸模型,并且进一步阐述了亚声速抽吸壅塞发生的机制。计算流体力学验证表明亚声速抽吸冲量模型的偏差较大,因此通过数值拟合模型来描述亚声速抽吸流动。该研究为三维抽吸研究提供了参考。     

超声波法检测火灾高温后钢筋混凝土强度

我国每年有大量钢筋混凝土结构的建筑过火,科学准确的评估火灾高温后构件和结构的残存强度,据此制定科学合理的修复加固方案对于减少火灾损失具有重要意义。简略介绍了国内外火灾高温后钢筋混凝土结构受损评估的方法,并以某工程火灾后的强度检测为实例,提出了用超声波法检测火灾高温后钢筋混凝土残存强度的可行性和检测时应注意的问题,根据对多起建筑火灾高温后钢筋混凝土构件检测波形的对比,提出了不同受损程度的钢筋混凝土构件所表现的不同特征的波形。     

SFPB处理的38CrSi钢表面纳米化层微观结构特征

采用超音速轰击技术（Supersonic Fine Particles Bombarding，SFPB）对调质态合金钢38CrSi进行表面纳米化处理，在材料表面制备了纳米结构表层；利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等分析技术研究了表面纳米层的微观结构特征。结果表明：经SFPB处理后，材料表层发生了严重的塑性变形，表面形成了晶粒尺寸约为15nm的纳米结构层，微观应变约为0．19％；表面纳米层的厚度约为20μm（晶粒尺寸〈100nm），纳米晶粒的尺寸随着距表面距离的增加而增大；在距表面40μm的范围内，高密度的位错墙和位错缠结将晶粒分为了尺寸为200～400nm的胞块结构，分析表明表面纳米化主要是位错运动的结果。     

超声速混合层发展情况的非线性时间序列分析

采用大涡模拟数值方法,模拟了具有工程应用背景的二维超声速湍流混合层,通过非线性时间序列分析伪相图、关联维数和Lyapunov指数,得到了混合层发展情况的混沌特性.结果表明,混合层中心线沿流向位置的压力伪相图可定性地表示混合层的稳定性,关联维数分布可定量描述混合层经历的线性失稳、非线性失稳和涡合并阶段等发展情况,最大Lyapunov指数分布作为关联维数分析结果的验证.对于相应的超声速混合层实验,采用非线性时间序列分析方法研究混合层发展情况具有通用性.     

超音速微粒轰击表面纳米化设备研制

超音速微粒轰击是材料表面纳米化的重要手段,性能优异的专用设备是实现这一工艺的前提。为此,采用数值模拟分析的方法研制了超音速微粒轰击喷枪,在距喷枪出口50mm处获得了平均约320m/s的轰击粒子速度;在对机器人选型和控制系统设计的基础上,集成了超音速微粒轰击表面纳米化设备;应用该设备实现了对38CrSi中碳钢的表面纳米化处理,验证了研制设备的性能。     

超音速等离子制备Al/Ni涂层的性能特点

以超音速等离子喷涂系统(HEPJet)为平台,采用铝包镍(Al/Ni)自粘结粉末,借助Spray Watch2i在线监测系统、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和WE-10A万能拉伸试验机,研究了超音速等离子喷涂Al/Ni粒子的速度、温度及涂层的组织性能。研究结果表明:超音速等离子喷涂Al/Ni自粘结粉末时,与普通火焰喷涂不同,射流中无明显的放热反应特征,涂层中也未发现Al-Ni化合物;超音速等离子的喷涂功率、喷涂距离等参数对Al/Ni喷涂粒子的状态和涂层组织性能影响显著,当功率为54.6kW、喷涂距离为150mm时,Al/Ni涂层组织致密,与基体的结合强度高达56MPa。