多喷管超声速射流噪声的实验及数值模拟研究

为分析多喷管超声速燃气射流的噪声特性,对四喷管射流进行了实验和数值模拟研究。数值仿真采用大涡模拟结合Ffowcs Williams&Hawkings声学模型计算四喷管射流噪声,并与实验测量的噪声结果相对比以验证数值计算方法的可靠性。结果表明,仿真结果与实验结果变化趋势一致,其中远离地面的测点的总声压级与实验值相对误差为1.2%左右,验证了所采用的数值方法可准确预测多喷管超声速射流噪声;在高度欠膨胀状态下,四喷管的四束射流间存在相互干扰,并在四束射流合并后流动迅速转变为湍流状态;射流下游的大尺度湍流混合噪声是四喷管射流噪声的主要来源,总声压级沿射流方向最大。研究结果可为超声速喷管及其降噪方案设计提供参考。     

基于遗传算法的导管-气室系统参数优化研究

导管-气室系统可以引发水力共振,提高脉冲射流的强度。影响水力共振的 主要因素有导管长度、导管内径、喷嘴出口内径、调制频率和气室初始容积等,采用搜寻的方 法无法获得最优解。遗传算法具有隐合并行性和全局解空间搜索的特点,利用遗传算法能 有效地对导管-气室系统的主要参数进行优化设计,获得最优解来指导实验装置的设计。     

燃气射流引起的火箭发射系统振动特性分析

以火箭发射系统为研究对象,对其56°射角工况下发射过程中的振动特性进行分析。创新点在于确定发射过程中动态载荷的加载方法,即首先根据发射系统有限元分析结果确定迎气面上试验测量点的具体位置,然后测得燃气射流冲击压强随时间变化的数值,并对试验测得数据进行处理,最后推导冲击压力对于径向距离的直线公式。所采用的冲击压强分析方法为研究其他武器系统受燃气射流冲击的影响提供了重要的指导意义。     

基于电爆炸机理的被动电磁装甲板间距优化分析

为探究最优的装甲板间距,在对被动电磁装甲系统的原理进行分析的基础上,结合虚拟源点理论建立了金属射流的作用时间模型,分析了装甲板间距对金属射流微元作用时间的影响;结合金属射流的比作用量模型,利用Matlab软件对金属射流的比作用量随被动电磁装甲板间距的变化规律进行了数值分析.结果表明:存在最优装甲板间距,使金属射流比作用量的峰值达到最大.     

电弧喷涂技术在防腐工程中的应用及进展

介绍了电弧喷涂技术的原理、特点及进展,特别是电弧喷涂技术在防腐工程领域的应用指出电弧喷涂技术,特别是高速电弧喷涂技术是21世纪表面工程中的重点发展方向。     

小型加长喷管火箭发动机射流噪声分析

通过大涡模拟LES,对小型火箭发动机加长喷管形成的超声速射流进行三维瞬态数值模拟,选择适当封闭声源面,采用FW-H声学模型和傅里叶变换得到射流噪声声压级和频域的空间分布。研究结果表明：各个监测点的总声压级均达100 dB以上,总声压级随喷管出口距离以及与射流轴线夹角增大减小,且减幅随距离增大变小;总声压级在靠近出口时近轴线越大,而距离在400 mm以上时在40°方向最大,表现出指向性;各采集点的声压分布具有宽频性,且各采集点声压峰值频率均分布在4 000～5 000 Hz,表现出空间一致性。     

双层金属药型罩战斗部侵彻性能仿真研究

为使射流具有较好的成型性能,对聚能装药结构进行改进,提出了一种双层双锥的药型罩结构;从影响射流成型的5个因素(药型罩壁厚、上锥角、下锥角、隔板直径、罩顶药高),进行正交优化设计,利用Autodyn软件建立有限元模型,进行数值模拟,得到了16种药型罩结构的射流成型结果,在此基础上开展了射流侵彻靶板数值仿真;结果表明：δ=2 mm, 2α₁=50°,2α₂=65°,d_g=110 mm,h₀=20 mm,为最佳结构参数,所形成射流与单层单锥药型罩形成射流相比,对靶板的侵彻深度提高9.98%,扩孔口径提高50%。研究结果可以为聚能装药设计和工程应用提供技术支撑。     

超声速气流中液体横向射流组合喷注特性实验

以液态燃料为动力的超燃冲压发动机中,液体横向射流在超声速气流中的喷注、混合和雾化特性直接影响了超燃冲压发动机燃烧室的工作效率。提出一种基于高速摄影的图像处理方法,此方法能消除图像处理过程中的人为因素干扰,得到唯一、定量的射流振荡的边界信息;提出一种基于粒子图像测速法的射流展向扩展边界获取方法,能得到射流破碎后形成液滴所能达到的最远距离;基于以上两种图像处理方法和对比实验研究了单孔喷注、展向组合和沿流向组合的喷注方式对射流穿透深度、展向扩展和激波角的影响,结果表明:相比单孔喷注方式,展向组合和沿流向组合的喷注方式均能增大射流的穿透深度,且能增大射流的展向扩展角和展向扩展范围;随着沿流向布置的喷孔间距的增大,射流的穿透深度增大。     

宽速域飞翼布局后缘射流滚转控制研究

采用数值模拟方法对宽速域(Ma为0.145～0.7)内飞翼布局采用后缘环量控制射流进行滚转控制开展系统研究,并与传统舵面控制构型进行对比。研究关注电磁隐身特性、滚转控制特性和相关流动机理,以及射流引气的综合影响。结果表明：随马赫数的增大,射流对边界层流动的夹带和阻滞效应减弱,滚转控制能力显著下降;但射流控制大幅提高了典型角域的电磁隐身特性,并且引气量少,推力损失小,控制效率因子(单位附加阻力系数产生的控制力矩系数)高。综合来看,后缘环量控制射流是一种极具潜力的飞翼布局滚转控制设备。