不可压缩流体横掠椭圆截面管道时的对流换热

为获得不可压缩流体横掠椭圆截面管道时对流换热规律的一般性的认识,采用解析法与数值法相结合的方法,首先研讨了不可压缩粘性流体平面无环量椭圆绕流(动力)层流边界层的一些特征并将其应用于椭圆管面的对流换热问题,得到较为精密的椭圆管面局部对流换热系数的一般表达式,从而为在一个较广泛的视角下分析椭圆管的换热提供了一条途径。按此方法,对某一势流速度下局部换热系数与管形的关系给出了分析计算实例,并得到在此势流速度下,具有最大换热能力的椭圆管形。另外,基于笔者用函数论方法所得到的一个一般关系式,给出了一般椭圆管对流换热能力的一种估值。该方法和结果是对现有纯试验和纯数值方法的一个补充。     

利用添加剂改善高原热水采暖性能的研究

通过对高海拔、高寒地区采暖系统现状及存在问题的分析,拟利用添加剂改善常规的热媒水,增大采暖热媒平均温度,进而提高散热器的传热系数及散热量。并通过试验台分别对两种流体热媒的采暖系统表面对流换热系数及散热量进行实测研究。结果表明采用新热媒比以普通水为热媒时,散热器表面对流换热系数提高的平均值约为8．28％,单位面积散热量增加的平均值约为45．71％,取得了理想的效果。     

粘性对高超声速飞行器攻角特性影响研究

采用二维耦合隐式NS方程和标准κ-ε湍流模型对高超声速飞行器在进气道关闭、发动机通流以及发动机点火工作状态下的内外流场进行了数值仿真研究,离散采用二阶迎风格式,分析了在不同攻角(-10°～7°)条件下,粘性对处于三种不同的工作状态下高超声速飞行器升力特性、阻力特性以及俯仰力矩特性的影响.结果表明,粘性对处于发动机通流和发动机点火工作状态下的飞行器气动-推进性能影响显著,尤其是阻力特性,粘性阻力占总阻力的比重超过50%.     

小水线面四体船的阻力特点分析

从粘性阻力、兴波阻力和旋涡阻力3个方面分析小水线面四体船(以SLICE为代表)的阻力特点,讨论了浮体横向错位、支柱和潜体形状、航速和吃水对兴波阻力的影响.结果表明,在浅水中一定航速范围内,与等排水量的小水线面双体船(SWATH)相比,SLICE有一定优势.     

吸气式导弹尾部喷流对底部阻力影响数值研究

通过数值模拟方法研究了吸气式导弹尾部喷流对底部阻力的影响.采用内通道截断方法进行热喷状态下流场数值计算,获得了热喷状态下底部干扰流场结构和底部阻力系数,同时研究了燃气属性对热喷效应的影响.最后与冷通气状态流场计算结果进行比较,进一步分析了热喷效应的影响机理.计算结果表明,热喷效应和燃气属性都会对导弹底部阻力产生极大影响.     

两栖车辆模型拖曳试验阻力与实车阻力的换算

研究两栖车辆模型拖曳试验中的阻力换算关系,通过分析模型与实车各阻力成份之间的关系,给出了根据模型阻力试验结果估算实车阻力的计算公式.     

纵向涡发生器对棒状燃料元件温度场的影响分析

运用CFD方法,模拟计算了在反应堆棒状燃料元件包壳表面加装纵向涡产生器(LVG)后,燃料棒、气隙、包壳和冷却剂的温度场和冷却剂的流场。计算时采用分块结构网格对带LVG的计算区域划分网格,使用SSTk-ω模型模拟冷却剂的湍流流动,对于控制方程和湍流方程的离散采用二阶格式以保证计算精度。计算结果表明:加装LVG后,包壳和冷却剂间的换热有所改善,燃料棒、气隙和包壳的最高温度有所降低。在LVG附近,燃料棒、气隙、包壳和冷却剂温度均会出现一个峰值,然后急剧下降。冷却剂流动的湍动能突然增强,有效地增强了冷却剂的横向流动,经过LVG后,湍动能逐渐减弱,横向流动速度也逐渐减小。     

重型装备回收系统气囊缓冲特性研究

将气囊缓冲过程分解为绝热压缩和排气释能2个过程,从热力学和运动学方程出发,建立考虑降落伞阻力影响的缓冲气囊的解析分析模型。基于该模型,对立式气囊的缓冲特性进行研究。结果表明：降落伞阻力对缓冲性能有微小影响,在计算中可以忽略。在理论分析的基础上给出了系统质量与气囊初始体积比的最优值,探讨了排气口固定型与可控型气囊的缓冲特性及其应用优劣。     

计及航行纵倾变化的穿浪双体船阻力预报新方法研究

针对穿浪双体船航行纵倾随航速变化较为明显的特点,结合薄船理论和帐篷函数法,提出了一种计及艇体航行纵倾变化的穿浪双体船阻力预报方法.通过对某型穿浪双体船阻力的计算结果与模型试验结果的对比,考核了该预报方法的有效性,并得出穿浪双体船片体间距变化对阻力的影响规律,即片体间距越大,其兴波阻力、总阻力越小.研究表明,该方法能提高穿浪双体船的预报精度.     

高速方尾水面舰船兴波问题计算方法研究

将Dawson型兴波阻力计算方法推广用于高速方尾水面舰船兴波问题计算,在计算中同时计入了尾封板0静压力、尾倾与下沉等因素的影响.以两高速方尾水面舰船为例计算了兴波问题,将兴波阻力计算值与剩余阻力模型试验值进行了比较,求出了相应的相关系数.结果表明,本方法可较好地求解高速方尾水面舰船的兴波问题,兴波阻力相关系数可用于修正理论计算结果,以提高计算精度.     

水平冷凝管中分相流的传热

本文对饱和蒸汽流经水平冷凝管时汽－液分相流的流动和传热模型进行了讨论,并给出有关方程。用该模型对饱和氨蒸汽流经水平铝管时的传热特性进行了计算,给出了流动参数和热学参数的轴向分布,并考察了有关因素对诸参数分布的影响。     

基于CFD分析的燃气轮机散热器数值仿真

为了改善燃气轮机的散热性能,以国产某型管带式散热器替换ΓТД-1250燃气轮机管片式散热器,建立了管片式和管带式散热器空气侧通道的稳态紊流数学模型,对2种不同类型散热器的阻力特性和表面传热特性进行CFD模拟,模拟结果与试验结果符合较好。数值仿真结果对比表明:散热器的压力降随冷却空气进口速度的增大而增大,且在相同的冷却空气进口流速下,管带式高出管片式散热器空气侧阻力的平均值约3.13%,同时管带式比管片式空气出口温度的平均值高出约6.29%。     

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...     

Numerical modeling of friction stir welding using the tools with polygonal pins

Friction stir welding using the tools with polygonal pins is often found to improve the mechanical strength of weld joint in comparison to the tools with circular pins. However, the impacts of pin profile on the peak temperature, tool torque and traverse force, and the resultant mechanical stresses experienced by the tool have been rarely reported in a systematic manner. An estimation of the rate of heat generation for the tools with polygonal pins is challenging due to their non-axisymmetric cross-section about the tool axis. A novel methodology is presented to analytically estimate the rate of heat generation for the tools with polygonal pins. A three-dimensional heat transfer analysis of friction stir welding is carried out using finite element method. The computed temperature field from the heat transfer model is used to estimate the torque, traverse force and the mechanical stresses experienced by regular triangular, square, pentagon and hexagon pins following the principles of solid mechanics. The computed results show that the peak temperature experienced by the tool pin increases with the number of pin sides. However, the resultant maximum shear stress experienced by the pin reduces from the triangular to hexagonal pins.     

直喷式柴油机机械效率的数值计算与研究

本文应用一个数学模型计算研究直接喷射式柴油机的机械损失和机械效率.这个数学模型模拟了发动机气缸内的整个热力过程,考虑了瞬时传热损失和瞬时摩擦损失.通过数值计算可以求得发动机在各种工况时的机械效率与平均机械损失压力.计算是针对一台12V150L柴油机进行的.文中还研究了参数变化对机械损失和机械效率的影响.     

固体推进剂裂纹摩擦热点形成细观模型分析

分析机械撞击载荷作用下复合固体推进剂内部裂纹摩擦形成热点过程。研究在压应力与剪切应力作用下闭合裂纹滑移、扩展、摩擦生热、热扩散、推进剂热分解及与气相产物相互作用。利用断裂力学、热传导、推进剂热分解动力学方法,建立裂纹摩擦热点细观模型。通过模型数值计算,探讨推进剂裂纹摩擦产生高温热点的过程和条件。分析计算表明裂纹摩擦和扩展可导致推进剂形成高温热点。     

Effect of friction stir processing on mechanical properties and heat transfer of TIG welded joint of AA6061 and AA7075

Tungsten inert gas (TIG) welding is the most commonly used joining process for aluminum alloy for AA6061 and AA7075 which are highly demanded in the aerospace engineering and the automobile sector, but there are some defects occur during TIG welding like micro-crack, coarse grain structure, and porosity. To improve these defects, the TIG welded joint is processed using friction stir processing (FSP). This paper presents the effect of friction stir processing on TIG welding with filler ER4043 and ER 5356 for dissimilar aluminum alloy AA6061 and AA7075. The mechanical characterization, finite element formulation and mathematical equations of heat transfer of TIG + FSP welded joints are investigated using ANSYS Fluent software by adjusting process parameters of FSP. The results show that the maximum compressive residual stress 73 MPa was obtained at the fusion zone (FZ) of the TIG weldment with filler ER4043, whereas minimum compressive residual stress 37 MPa was obtained at stir zone (SZ) of the TIG+FSP with filler 5356. The maximum heat flux 5.33 × 106 W/m2 and temperature 515 ℃ have observed at tool rotation 1600 rpm with a feed rate of 63 mm/min. These results give a satisfactory measure of confidence in the fidelity of the simulation     

Effect of post weld heat treatment on tensile properties and microstructure characteristics of friction stir welded armour grade AA7075-T651 aluminium alloy

This paper reports the effects of post weld heat treatments, namely artificial ageing and solution treatment followed by artificial ageing, on microstructure and mechanical properties of 12 mm thick friction stir welded joints of precipitation hardenable high strength armour grade AA7075-T651 aluminium alloy. The tensile properties, such as yield strength, tensile strength, elongation and notch tensile strength, are evaluated and correlated with the microhardness and microstructural features. The scanning electron microscope is used to characterie the fracture surfaces. The solution treatment followed by ageing heat treatment cycle is found to be marginally beneficial in improving the tensile properties of friction stir welds of AA7075-T651 aluminium alloy.     

盖板式陶瓷热防护系统的传热性能优化

针对高超声速飞行器对盖板式陶瓷热防护系统的迫切需求,建立了热防护系统结构瞬态传热模型;并研究了防隔热层的物性参数,厚度尺寸,相变层的种类、位置等因素对热防护系统结构传热性能的影响。结果表明,隔热层物性参数及厚度尺寸对热防护系统结构传热性能具有决定性影响,而防热层的物性参数及厚度尺寸几乎不产生影响。相变材料的引入能够明显改善热防护系统结构的传热性能。调整和优化相变层位置是改善热防护系统结构传热性能、降低结构厚度的一个有效途径。隔热层厚度的优化结果可为热防护系统结构设计提供一定的参考和依据。     

基于打靶法的含摩擦齿轮系统运动稳定性分析

采用打靶法对含摩擦齿轮系统进行运动稳定性分析能够揭示摩擦对齿轮系统动力学行为所产生的复杂影响.建立了计及摩擦的单对齿轮非线性系统的非线性动力学模型,采用打靶法对其周期运动进行了求解,并应用Floquet乘子判断系统周期解的稳定性和分岔特点,得到了系统在不同的摩擦系数条件下周期运动的演变规律.相比于Runge-Kutta法,打靶法能得到更为全面的齿轮系统的不稳定和稳定的周期解.研究发现:摩擦能改变周期运动的性态,可在一定程度上提高系统周期运动的稳定性,同时会产生新的不稳定的周期运动,使得齿轮系统的动力学行为更为复杂.