稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method, DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。     

受限空间可燃气体爆炸抑爆实验系统研究

针对狭长受限空间可燃气体爆炸抑制模拟实验研究的需要,采用超细冷气溶胶抑爆技术设计了一套操作方便、组装灵活、结构合理的复合式气体爆炸抑制系统.完成气体爆炸和抑爆实验.实验表明该抑爆实验系统能满足受限空间不同工况气体爆炸抑爆实验研究的需要;同时也表明可燃气体浓度、抑爆剂性能、信号采集及控制系统响应速度等是影响抑爆效果的主要因素.文中的研究为进一步研制抑爆装置奠定了实验和理论基础.     

焊接工艺对GMAW堆焊焊缝区温度场影响的数值模拟

为了探索焊接工艺对熔化极气体保护堆焊快速成形零件组织性能的影响,根据材料热物理性能参数以及相变潜热与温度的非线性关系,建立了熔化极气体保护堆焊成形过程的数学模型和有限元模型,利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现了高斯移动热源载荷下的熔化极气体保护堆焊成形温度场计算,分析对比了不同焊接工艺对焊缝区温度场热循环的影响。结果表明：在其他因素一定的条件下,热输入和焊接速度对焊缝区热循环影响显著,而基板厚度对其影响较小;选择厚度约为16mm的基板,采用小于120×20J的热输入和大于10mm／s的焊接速度有望成形出性能优良的零件。     

激波诱导异质气体界面失稳的数值模拟

基于二维N-S方程,利用有限差分数值离散方法,对激波诱导异质气体界面失稳的现象进行了数值模拟,与文献中实验结果和计算结果进行了定性比较,并进一步分析了整个流动的非定常动态变化特性和非线性特征.研究表明,本文数值模拟的非定常流场图谱与文献中的实验结果和数值结果吻合较好;数值结果捕捉到了六氟化硫界面的演变过程及流场中复杂的波系结构.     

一种调节阀式气体炮建模与分析

为研究气体炮各调整参数对其模拟性能的影响 ,笔者利用气体动力学相似理论的有关知识对双活塞调节阀式气体炮进行了数学建模与分析 ,采用四阶龙格—库塔法的思想进行计算 ,并利用MATLAB语言对其进行编程 ,通过在计算机上运行计算程序 ,得出模拟弹丸的加速度—时间模拟曲线。在对模拟曲线特征进行分析的基础上 ,指出了气体炮各调整参数对弹丸加速度—时间曲线的影响。     

基于遗传算法的气体爆轰参数计算

在研究气体爆轰条件和物理模型的基础上,首次以遗传算法为工具,解决了气体爆轰参数求解时温度、压力假设的盲目性和复杂性,并应用具体算例对该方法进行了验证,为气体爆轰参数的求解提供了一个新的途径。     

小型填埋场填埋气体收集和利用探讨

填埋气体既是一种大气污染源,可能引起填埋场火灾和爆炸事故的发生。同时,该气体中含有高浓度的甲烷气体,它又是一种有效的资源。本文就小型填埋场填埋气体的收集和利用进行初步探讨。     

坦克火炮射击时舱室有害气体动态分析及评价

分析及评价坦克火炮射击时舱室内有害气体的变化。以某型坦克为试验样车,测定坦克火炮射击时舱室有害气体如:无机污染物、总悬浮颗粒物(TSP)及挥发性有机物(VOCs)浓度并观察其动态变化。测定出舱室主要有害气体以一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、氨(NH3)、TSP和总烃为主,有害气体浓度随发射炮弹数目的增加而升高,其中又以CO浓度最大。为加速坦克作业环境限值的国家军用标准的补充和修订提供依据。     

基于大涡模拟的气体羽流分层特性数值模拟

采用大涡模拟(LES)对气体羽流分层特性进行数值模拟,分析了基于LES的气体羽流模型、控制方程和数值计算方法,探讨了LES在多组分气体羽流模拟中的应用;以文献[1]中氦气在空气中形成羽流的实验数据为参考,对所建模型进行验证。利用该模型对密闭空间油气泄漏过程进行数值模拟,计算结果表明油气在泄漏发生的240 s之内,不同组分表现出显著不同的分层规律:相对于空气,密度较大的组分聚集在空间下部20%的范围内;密度较小的组分主要分散在空间上部80%的范围内。研究结果为油库油气危险源安全监测与预警、火灾预防与扑救等提供了关键参数参考和工程设计理论依据。     

高超音速化学平衡流粘性激波层数值计算

本文给出了层流化学平衡粘性激波层方程对于细长解析体的数值解。这些求解结果是通过空间步进方法得到的,并且与参考文献里的计算结果作了比较,以估价该方法的精确度。结果表明,这种控制方程完全耦合求解的方法能够给出相当精确和稳定的结果,这些结果与参考文献的计算结果相当吻合。