水下航行器活塞式发动机深水性能仿真计算

考虑到较大范围航行时深度对水下航行器活塞式发动机性能的影响,建立了发动机缸内工作过程仿真计算数学模型,并计算出该发动机燃料消耗量、航行时间、进气压力和效率等随航行深度变化的曲线。计算结果表明:当功率在规定范围内时,随着航行深度的增加,发动机进气压力和燃料消耗量上升,效率和航行时间下降;示功图肥瘦系数在航行深度为105m处有一极大值;在浅海工况下,要求的进气压力及燃料消耗量均不高,且效率较高;在深海工况下,效率降低,航行时间缩短,要求的进气压力增高。     

固体火箭发动机燃烧室内一维两相变截面流动

本文在固体火箭发动机燃烧室中两相流动基本方程的基础上,导出了同时考虑侵蚀燃烧和两相流动的计算方程组,详细讨论了方程的数值求解方法,分析了侵蚀燃烧引起的通道横截面积沿长度的变化和两相流动对压力—时间曲线及燃烧室流场的影响,有利于准确预估压力—时间曲线和理论计算燃烧室中的流场。     

高精度液压系统压力波传递速度在线测量试验

管内流体压力波传递速度是分析研究液压系统稳定性和动态品质的基础物理参数。从传输管路波动方程出发,推导三传感器测量原理,引入Foster等价剪切系数模型,对液压管路中各种影响因子进行高精度估计,采用Newton-Raphson迭代法减小数据处理误差,精确计算压力波传递速度。基于理论推导,搭建液压管路压力波传递速度在线测量试验平台,用MATLAB软件编程,实现了液压系统多种工况下压力波传递速度的精准测量与计算。试验结果表明：系统在典型的工作压力20 bar、50 bar、75 bar和100 bar下,压力波传递速度大约分别为1 320 m/s、1 338 m/s、1 363 m/s、1 380 m/s,所测结果在置信水平为95%的波速区间内误差在±1%范围内;管路压力波传递速度大小随工作压力的升高而增大,并依据试验结果给出了二者之间的函数关系;精确计算压力波传递速度需考虑管路材料对系统柔性的影响。试验和分析结果对液压系统管路压力波传递速度在线测量和预估具有重要指导意义和参考价值。     

姿控发动机脉冲工作的管路瞬变特性

采用有限差分格式的特征线方法 ,对某姿控推进系统发动机真实推进剂管路在脉冲工作情况下的瞬变特性进行了数值研究 ,对影响发动机多次脉冲启动的重要参数进行了定量计算 ,对比分析了试验结果与计算结果的一致性。说明该方法可方便地对包括许多管路、阀门和推力室的复杂系统进行动态性能分析 ,所得结果对于液体火箭发动机管路工程设计具有重要参考价值     

喷水式鱼雷推进系统综论

在鱼雷的发展史上,曾经使用过多种类型的动力推进系统,也曾使用过多种类型的发动机,诸如活塞式、汽轮机式、活塞凸轮型、斜盘活塞型发动机和电动机等。在上述诸多形式的发动机中,与其配套的推进器都是采用双螺旋桨正反转推进系统。这种动力推进结构方式使发动机及推进器变得复杂且成本高。而单螺旋桨推进将产生较大的横向推力矩,会引起鱼雷横滚,又会给鱼     

数值计算方法在液体推进剂火箭发动机瞬变过程计算中的若干应用

本文用数值计算的方法对双组元液体推进剂姿态控制发动机的脉冲工作,四机并联工作,变推力工作的瞬变过程作了计算分析。同时还就推进剂中含有少量气体以及输送系统管道中的蓄能器对发动机瞬变过程的影响作了计算分析。计算结果表明,在发动机的研制阶段,数值计算方法可用来模拟发动机的瞬变过程。     

多鱼雷攻击多目标的可攻性判据及占位参数优化

本文建立了一套系统解决单艇用多鱼雷攻击多目标的可攻击判据和求解对应优化占位参数的方法。本文的研究中采用了独特的分析坐标系,这样在解决和建立可攻击判据的问题上,不仅避免了繁杂的数值计算,还给出了完备的解析解形式及系统化的概念。所得结论对发展现代潜艇鱼雷攻击战术和实现作战决策科学化具有一定的学术价值和实用意义。     

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...     

工作环境对发动机本体热负荷的影响

为了研究发动机工作环境对发动机本体热负荷的影响,以某型发动机为对象,采用缸内燃烧与冷却系统传热耦合计算方法,建立了温度和大气压力对发动机本体部件热负荷数值仿真模型。通过发动机热平衡台架试验验证了模型最大误差为9.1%,实车试验验证模型最大误差为6.2%。计算表明:发动机出口冷却水温度随环境温度和海拔升高而升高;环境温度46℃时的缸内活塞最高温度比-43℃时升高了15.4%,汽缸套最高温度升高15.5%;海拔高度每升高1 km,活塞最高温度升高1.04%,汽缸套温度升高0.95%。     

鱼雷命中目标的一种快速解算方法

在以往鱼雷求解的基础上,提出了一种新的快速收敛的数学方法,这样在求解鱼雷射击参数的同时,避免了繁锁的计算,不必考虑各种求解参数的取值范围,比原有的收敛方法更优化,从而大大节省了计算机解算时间,在实际的作战过程中具有重要意义.     

氧气鱼雷供氧系统中扰动波的建模与仿真

鱼雷发射时,对高压氧气舱中的氧气起开关作用的启动阀快速开启,从而在启动阀的两端产生激波和膨胀波等两种扰动波.考虑了高压氧气的分子间相互作用力及分子所占体积的影响,采用范德瓦耳斯公式来代替完全气体的状态方程,同时建立了扰动波的数学模型,并推导了气体在接触间断面上的速度计算模型,仿真计算得出激波波阵面上的温度、由膨胀波所引起的低温及其它物理量的数值,为分析氧气鱼雷使用高压氧气的安全性提供了参考数据.     

固体火箭发动机声涡耦合数值仿真

研究固体火箭发动机工作中发生的声涡耦合导致的不稳定燃烧,以及燃烧室空腔变化对压力振荡的影响。对VKI缩比发动机流场采用大涡模拟(LES)方法进行数值模拟,确定数值方法可行。采用有限元和大涡模拟结合的方法,对某固体火箭发动机声涡耦合进行仿真分析,对声场分别采用理论方法和有限元数值方法对声模态和声学特性计算,确定有限元方法精度可靠及大涡模拟方法对流场旋涡流动不稳定捕捉准确,计算结果和试验中压力振荡结果相符。表明研究的该固体火箭发动机发生了声涡耦合引起的纵向1阶声不稳定,且获得了自由容积对压力振荡频率及幅值的影响规律。     

主动自导鱼雷多次连续捕获概率的统计求解法

采用传统的方法计算自导鱼雷的捕获概率,计算误差大,且无法求出主动自导时的多次连续捕获概率。本文在分析目标和鱼雷误差散布的基础上,结合自导作用距离随舷角变化的规律,建立了一套计算主动自导鱼雷多次连续捕获概率的统计求解法。对某型鱼雷主动自导多次连续捕获概率所作的计算表明,它是一种行之有效的方法。     

用速度平差法求解目标运动要素的改进方法

用速度平差法求解目标运动要素是潜艇作战中常用的目标运动要素求解方法.通过全面分析该算法的原理和求解过程,运用典型数值分析、数学归纳等方法,论证了目前速度平差法应用中求解过程的不完整性及漏根的根源,结合潜艇鱼雷攻击实际,采用迭代法和数轴验根法,提出了新的求解办法,提高了目标运动要素解算的可靠性和效率.     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

变推力液体火箭发动机动态特性的状态空间分析

本文将状态空间分析方法运用于变推力液体火箭发动机系统的动态特性分析,导出了一组描述所述变推力液体火箭发动机动态过程的状态方程。文中提出了求解该系统方程的一种有效的数值方法,理论解与实验数据得到了满意的符合。做为变推力液体火箭发动机系统分析的初步结果,在文中分析了几个重要的工作参数对所述发动机系统动态特性的影响。     

驱动管中柱状装药爆轰过程的数值模拟

数值模拟了爆炸驱动管中柱状装药内爆轰波的传播过程.计算采用欧拉型有限体积方法,炸药及爆轰产物均采用JWL状态方程,空气采用理想气体状态方程,采用"点火-生长"模型计算化学反应速率.计算得到了驱动管内波系结构的发展过程,爆速与经验公式符合得较好.计算表明,驱动管侧壁的压力峰值在800MPa以上,而在管底中心处,由于激波的汇聚,压力峰值高达12.4GPa.     

用拖动电流确定气缸压缩压力的试验研究

从理论上分析了拖动时发动机缸内气体压力、漏气、惯性力及摩擦等因素对发动机力矩的影响及拖动电流与气缸压缩压力的关系,并在此基础上做了大量试验,利用一元线性回归分析的方法处理试验数据,得到了拖动电流和压缩压力的经验关系式,验证表明,用此公式检测气缸压力精度在48％以内,而且操作简单,能够达到快速检测压缩压力的目的。     

基于GT-Power的柴油机环境适应性研究

分析了大气温度和压力变化对柴油机性能的影响;采用GT-Power软件对柴油机缸内工作过程进行模拟计算,并通过柴油机台架试验对仿真模型进行校核;经计算得到：随着大气温度的升高,缸内最高爆发压力和柴油机功率降低,燃油消耗率升高;随着大气压力的升高,缸内最高爆发压力和功率增大,燃油消耗率降低。研究结果可为研究柴油机对复杂环境的适应性提供参考依据。     

飞航式火箭助飞鱼雷命中概率分析

选定飞航式火箭助飞鱼雷为研究对象,分析其命中潜艇的过程,并根据在这一过程中的各阶段的概率,建立了火箭助飞鱼雷命中概率模型,并对模型进行了仿真,分析了火箭助飞鱼雷助推发动机推力、巡航发动机推力及入水点散步对命中概率的影响。仿真结果表明,所建立的命中概率模型符合要求,对飞航式火箭助飞鱼雷的效能分析具有一定的参考价值。