计算流体动力学在液体火箭发动机中的应用

对计算流体动力学（ＣＦＤ）在液体火箭发动机中的应用情况进行了全面的回顾与分析,提出了今后的发展趋势与方向。     

双转子活塞发动机差速驱动组件的动态静力学建模与分析*

针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所建数学模型的合理性,基于多体动力学仿真理论,在Recur Dyn环境下建立了双转子活塞发动机的虚拟样机模型,仿真结果与理论计算结果相比较,相应的约束反力的数值变化规律基本一致,都呈现4个周期的变化过程,冲击位置也基本相同,表明建立的动力学理论模型基本符合实际情况,是可信的,可以用作双转子活塞发动机改进设计的理论基础。     

无限质量降落伞充气动力学数值模拟

为分析降落伞火星再入环境下的超声速开伞性能,基于任意欧拉-拉格朗日罚函数法和多介质任意拉格朗日欧拉算法,求解可压缩流场与降落伞结构的耦合动力学模型。数值模拟盘缝带伞超声速开伞过程外形变化,预测气动力作用下的伞衣织物三维结构动力学行为。结合风洞试验数据,对比分析降落伞开伞性能和前置体对伞衣充气外形的影响。最终给出超声速伞周围非稳态流场的尾流和激波分布。仿真结果表明:盘缝带伞在超声速开伞过程中被完全充满且充气效果良好,未出现塌陷情况;随着来流马赫数的增加,降落伞阻力系数逐渐减小,充气时间缩短。仿真结果与试验结果保持一致,验证了所提方法的有效性。     

平流层飞艇强迫对流特性数值仿真分析

强迫对流换热特性对平流层飞艇热状态有重要影响。以平流层飞艇流线型封闭囊体为研究对象,基于囊体内部纯导热传热的假设,采用计算流体力学方法建立平流层飞艇外部流场三维数值模型,对飞艇外部强迫对流换热特性进行仿真分析,得到了不同太阳照射角度、风速和攻角条件下的飞艇表面温度分布和内部平均温度变化规律,为平流层飞艇热状态预测和热控设计提供参考依据。     

自行火炮液压系统油液内泄漏量数学模型研究

通过对自行火炮油液泄漏故障形式和原因分析,综合考虑系统的工作压力、温度和混入空气量影响,建立了自行火炮油液泄漏量的数学模型。该模型指出了自行火炮液压系统内泄漏量主要取决于系统的温度、压力、液压油的动力粘度、油液的体积模量和热膨胀系数,揭示了泄漏量随工作参数峰值变化的规律,可为自行火炮的油液泄漏检测与定位提供参考。     

多排式轴向柱塞液压马达缸体的关键技术研究

在总结国内外单排式轴向柱塞液压马达研究成果的基础上,结合多排与单排式轴向柱塞马达之间的异同,对多排式轴向柱塞马达的缸体结构模型进行分析,并以双排式轴向柱塞马达为例,研究了双排式轴向柱塞马达缸体设计的关键技术,采用参数化公式推导出双排式轴向柱塞马达缸体结构的理论设计公式,建立了双排式轴向柱塞马达缸体的数学模型。为多排式轴向柱塞马达关键技术的进一步研究提供了重要的理论依据。     

磁流变液及其应用研究综述

作为智能材料之一的磁流变液,其工程应用遍布建筑结构、海洋平台、桥梁及高速车辆等领域,尤其是在车辆先进悬挂系统领域的应用备受国内外研究者的关注。结合国内外新近研究进展及研究成果,对磁流变液组成成分、磁流变减振器结构型式、磁流变减振器阻尼力模型、车辆先进悬挂系统振动控制以及基于磁流变阻尼振动控制的实车道路实验等内容进行综述。基于更全面地跟踪和了解磁流变液及其应用研究发展趋势的目的,归纳梳理磁流变液与工程应用所面临的亟待解决的问题、当前研究的热点问题以及最新研究进展,并对磁流变液及其工程应用研究发展趋势进行了展望。     

基于动量流量法对喷水推进系统推力的CFD计算

采用结构化网格与非结构化网格相结合的方式划分了喷水推进系统的流场区域,采用稳态多参考系方法进行了数值计算。在此基础上,定义并求解一用户自定义标量函数标记整个流场,并根据标记结果将被喷水推进器吸入的流体与其它流体区分开。在后处理过程采用标量函数的等值面来确定喷水推进系统控制体上的流管分界面和进流面。利用数值计算所得的速度场对喷水推进系统喷口和进流面上的动量流量变化率进行计算,间接地得到喷水推进系统的推力。计算结果表明,采用CFD手段计算和分析喷水推进系统包括推力在内的各项性能指标是可行的。     

Simulation on the dynamic stability derivatives of battle-structure-damaged aircrafts

Accurately evaluating the aerodynamic performance of a battle-structure-damaged aircraft is essential to enable the pilot to optimize the flight control strategy. Based on CFD and rigid dynamic mesh techniques, a numerical method is developed to calculate the longitudinal and longitudinal-lateral coupling forces and moments with small amplitude sinusoidal pitch oscillation, and the corresponding dynamic de-rivatives of two fragment-structure-damaged and two continuous-rod-damaged models modified from the SACCON UAV. The results indicate that, at the reference point set in this paper, additional positive damping is generated in fragment-damaged configurations; thus, the absolute values of the negative pitch dynamic derivative increase. The missing wingtip induces negative pitch damping on the aircraft and decreases the value of the pitch dynamic derivative. The missing middle wing causes a noticeable increase in the absolute value of the pitch dynamic derivative;the missing parts on the right wing cause the aircraft to roll to the right side in the dynamic process, and the pitch-roll coupling cross dynamic derivatives are positive. Moreover, the values of these derivatives increase as the damaged area on the right wing increases, and an optimal case with the smallest cross dynamic derivative can be found to help improve the survivability of damaged aircraft.     

水下声源引起的水表面横向微波的理论研究

利用水下声信号在水表面引起的水表面横向微波振幅很小的条件,将普遍的流体力学方程线性化,推导出在水下点声源的激励下,水表面产生的二维横向微波色散关系以及波的传播形式。结果表明,二维水表面的横向微波具有和一维情况类似的结果,即具有波长短、传播速度小的特点,因而可以对入射到表面的激光束进行调制,为水下声信号检测奠定了理论基础。