火源位置对轰燃影响的模拟研究

在前人验证FDS软件预测木垛火的准确性的基础上,利用FDS火灾模拟软件对真实实验条件下的木垛火灾进行模拟研究,分析了不同火源位置对轰然时间的影响结果,并给出结论。本文共分为五个位置进行模拟研究。结果表明：不同位置的火源位置,在具有良好的通风条件下,轰燃时间最快的是边墙位置;同一角落位置的火源,具有良好通风条件的比相同位置的通风条件较差的轰燃时间快。由此可知,轰燃的发生是在良好的通风条件下温度和烟气积聚共同导致的现象,如果没有大量烟气的积聚,在一定程度上,就能够预防轰燃的发生,因此对于建筑物的防火排烟、探测报警的系统设计尤为重要,从而,可以有效的减少财产损失和人员伤亡,同时,此结果对于消防设计具有参考价值。     

室火轰燃的大涡模拟

采用一套修正的适用于低马赫数浮力流的N-S方程组来描述火灾场,运用Smagorinsky亚格子模型的大涡模拟方法对室内池火的轰燃发展过程进行了数值模拟,把模拟与实验结果进行了对比和分析。结果表明,该方法能较好地预测轰燃。同时模拟结果显示火焰区向房间后部偏转稍大,近壁处温度预测的误差大一些,随着亚格子模型的不断完善和计算能力的提高,用该技术来预测轰燃现象会更加准确。     

固体火箭冲压发动机补燃室流场三维数值计算研究

应用概率密度函数非预混模型,对固体火箭冲压发动机补燃室内的湍流燃烧进行了数值模拟。模拟结果表明：补燃室内发生着复杂的三维化学反应流动,存在对掺混燃烧有重要影响的头部回流和轴向涡流。补燃室内复杂的温度分布和空气与燃气的掺混、燃烧及流动状态有密切关系。提高空燃比,可增强补燃室中燃气的回流和轴向涡流强度,加大掺混力度,从而提高燃烧效率。     

小型预燃室周向燃油喷射旋流扩散燃烧的数值模拟

针对航空发动机燃烧室采用高温空气燃烧技术时的高温贫氧空气来源问题,设计了一个基于周向燃油喷射扩散旋流燃烧的新概念小型预燃室,并就周向燃油喷管的布置方式对小型预燃室内旋流燃烧状态的影响进行了数值研究.CFD数值模拟结果表明,当燃油喷管与法向夹角为30°～45°、余气系数为1～1.23时,小型燃烧室内产生稳定、壁面温度分布合理的旋流扩散燃烧.获得了具有合理出口温度分布、速度分布和氧浓度分布的高温贫氧空气.该预燃室为发动机燃烧室使用高温空气燃烧技术提供了条件.     

新概念燃烧室应用高温空气燃烧技术的数值模拟

为了将高温空气燃烧技术(HiTAC)应用于航空发动机燃烧室设计,本文设计了一个全新概念的燃烧室.该燃烧室将小型预燃室燃烧产生的高温贫氧烟气直接喷入与其连接的火焰简内组织成高温贫氧空气燃烧.本文对该燃烧室内的燃烧状态进行了数值分析.结果表明:该新概念燃烧室具有温度均匀分布,壁面有效冷却,NOx低排放,节约燃油等优势.     

电缆束火灾蔓延机理与预警研究

采用固体可燃物热解动力学模型和湍流燃烧大涡模拟方法,研究了电缆通道内电缆束的火灾行为,得到了电缆起火时间与火蔓延速度,通道内烟气温度、组分浓度和速度分布,以及电缆通道内壁与电缆表面温度随时间的变化,给电缆通道的防灭火系统设计提供了参考依据。     

天然气燃料分级燃烧中NO_x排放特性分析

为了获得燃料分级比例与烟气排放之间的变化规律,基于燃料分级概念,结合数值模拟和实验研究的手段对以CH_4为燃料的轴向燃料分级燃烧中NO_x排放特性进行了研究。建立燃料分级化学反应器网络模型,研究了停留时间和燃料分级比例对NO_x排放的影响,对燃料分级燃烧中的NO_x反应途径进行了分析,并通过调节参与再燃的烟气比例分析了二级燃料与烟气的掺混性能对NO_x排放的影响。针对燃料分级模型燃烧器,实验测量了不同燃料分级比例和不同二级燃料流量下的NO_x排放。结果表明,燃料分级缩短了烟气在高温区的停留时间,抑制了热力型NO的生成;在再燃区燃烧反应初始阶段二级燃料与高温烟气形成还原性气氛,通过NO再燃还原了主燃烟气中的NO;在一定的总当量比工况下,燃料分级比例的增加降低了出口的NO_x排放,提高了NO_x排放中NO_2的比例。与二级燃料进行掺混反应的烟气量过少会形成再燃区的局部高温,导致NO_x排放增加。     

含能液滴在对流环境中着火燃烧特性研究

研究单元液体推进剂ＬＰ１８４６液滴在高温对流环境中着火、燃烧的特性。给出液滴从受热到燃尽全过程的时间序列照片。定量测试液滴着火、燃烧的特征参数，探讨了液滴的微爆机理，并建立了液滴着火的简化工程计算模型。     

固体火箭超燃冲压发动机点火燃烧过程实验研究

为解决硼基贫氧燃料固体火箭超燃冲压发动机补燃室内硼颗粒超声速点火燃烧难题，设计制造了在超声速燃气射流掺混区域开设观察窗的点火燃烧过程试验样机，开展了含硼贫氧固体燃料的超声速点火试验。试验模拟了26 km,Ma5.9的飞行工况并通过高速摄像获得了点火燃烧过程的火焰形态。试验结果表明：掺混增强装置可以显著改善补燃室内存在的分层流动和一次燃气气固两相分离的现象，为硼颗粒提供良好的点火条件从而提升其附近硼颗粒的点火燃烧性能。通过合理设计掺混增强装置位置，将硼颗粒在一次燃气喷注口附近的高温点火区点燃比在补燃室中段点燃具有更高的燃烧效率，本文设计的燃烧组织结构在试验中实现了硼贫氧固体燃料0.812的燃烧效率。     

BP神经网络在火灾烟气危害性分级中的应用

建筑物发生火灾时，燃烧产生的高热和有毒、有害气体对人构成很大威胁。本文利用ＢＰ神经网络对火灾烟气危害性进行分级，介绍了神经网络模型的结构、学习过程和算法。实例计算表明：利用神经网络对烟气危害性分级是合理可行的，具有一定的实用价值。     

基于自适应网格加密的超声速可燃气热射流起爆详细反应数值模拟

采用块结构自适应网格加密开源程序AMROC,在高性能计算集群中,进行氢气、氧气、氮气详细反应机理的二维超声速热射流爆震起爆自适应网格精细数值模拟,研究在热射流的持续喷射作用下超声速可燃气热射流爆震起爆,以及形成的精细的爆震胞格结构.结果表明:超声速可燃气流中热射流类似气动斜劈,形成局部激波诱导燃烧.超声速可燃气中持续的热射流喷射会形成过驱爆震,并导致不规则爆震胞格的生成.热射流的扰动压缩作用对过驱爆震的形成以及不规则爆震胞格的产起着关键的作用.热射流的扰动压缩波以当地声速通过爆震波后的亚声速区域作用于爆震波,使爆震波处于持续过驱状态,并形成不规则的爆震胞格结构.     

液体燃料脉冲爆震发动机点火方法研究

目前脉冲爆震发动机的起爆主要采用爆燃向爆震转变的方式实现,而爆燃波发展缓慢,消耗了循环周期的很长一段时间。为缩短爆燃向爆震转变的时间和距离,本文研究了一种新型蒸发管点火系统,用蒸发管对两相混合物进行预蒸发,在预燃室内点火形成火焰射流进入主爆震室,实现主爆震室内两相混合物的快速短距离起爆。热态实验在内径120mm,长2500mm的爆震室上进行。与火花塞直接在主爆震室点火相比起爆时间可以从12.5ms缩短到2～3ms,起爆距离可以从1350mm缩短到775mm。预燃室长度和个数对起爆过程也具有非常明显的影响,长度和个数的增加都有利于爆震波的起爆。     

蒸发管内燃油喷雾预热预蒸特性的数值模拟

为了提高蒸发管内燃油喷雾的蒸发速率,提高可燃混合气中燃油气相浓度,用数值模拟方法分别模拟了雾化燃油在热惰性气体中的预蒸发过程和在热空气中的预蒸发过程.数值模拟结果表明:与油雾在热惰性气体中的纯物理蒸发过程相比,由于"冷火焰"化学反应释放的热量,大大提高了燃油在热空气中的预蒸发的油雾蒸发速率和可燃混合气中的燃油气相浓度.数值模拟的结果与实验数据基本符合.     

烟气流对飞机进场着陆影响的数值仿真研究

飞机穿越高烟囱排放的高速热气流,尤其是在起飞和进场着陆阶段,烟气流场将影响飞机的航迹保持,造成颠簸,或影响乘座舒适性。用数值仿真方法论证飞机在正常飞行和非正常飞行、开环操纵和闭环操纵、有风和静风情况下,穿越烟气流场的运动特性。实践证明论证结论与飞行结果一致     

关于无线ATM网络的技术分析和研究

近年来 ,WATM (WirelessATM )逐渐成为通信界讨论的热点问题 ,因为它涉及到 90年代两个热点问题的结合 ,即ATM技术和移动通信技术。本文基于ATM技术 ,分析和研究了WATM的主要技术问题 ,提出了WATM可采用的协议和体系结构 ,指明它的应用方向。     

燃烧室贫油多旋流预混合预蒸发特性数值研究

对燃烧室多旋流器的贫油预混预蒸发（LPP）及形成可燃混合气特性进行了CFD数值研究。2级旋流器的第1级选用斜切入孔式旋流器,第2级选用径向旋流器。第2级旋流器的流量分配对预混预蒸发效果有重要影响。在2级旋流器气体总流量为0.035 kg/s不变时,第1、2级旋流器气体流量比小于1∶4时,预混预蒸发效果较好。计算结果与试验结果相符合。     

固体冲压发动机喷管用C/C-SiC复合材料

采用"化学气相渗透+先驱体浸渍裂解"(CVI+PIP)混合工艺制备固体冲压发动机用C/C-SiC复合材料喷管内层,综合考查复合材料的微观结构、弯曲性能和抗烧蚀性能以及固冲发动机C/C-SiC喷管内层水压和点火实验。结果表明:复合材料的弯曲强度达到197 MPa,且断裂破坏行为呈现典型的韧性模式;复合材料具有优异的抗氧化烧蚀性能,氧化烧蚀200 s后线烧蚀率仅为0.0063 mm·s-1;研制的C/C-SiC复合材料构件的水压爆破压强为6.5 MPa,表明构件具有良好的整体承载能力;C/C-SiC复合材料喷管内层高温综合性能通过了固体冲压发动机点火实验考核。     

Martian Volatiles: Isotopic Composition, Origin, and Evolution

Information about the composition of volatiles in the Martian atmosphere and interior derives from Viking spacecraft and ground-based measurements, and especially from measurements of volatiles trapped in Martian meteorites, which contain several distinct components. One volatile component, found in impact glass in some shergottites, gives the most precise measurement to date of the composition of Martian atmospheric Ar, Kr, and Xe, and also contains significant amounts of atmospheric nitrogen showing elevated ¹⁵N/¹⁴N. Compared to Viking analyses, the ³⁶Ar/¹³²Xe and ⁸⁴Kr/¹³²Xe elemental ratios are larger in shergottites, the ¹²⁹Xe/¹³²Xe ratio is similar, and the ⁴⁰Ar/³⁶Ar and ³⁶Ar/³⁸Ar ratios are smaller. The isotopic composition of atmospheric Kr is very similar to solar Kr, whereas the isotopes of atmospheric Xe have been strongly mass fractionated in favor of heavier isotopes. The nakhlites and ALH84001 contain an atmospheric component elementally fractionated relative to the recent atmospheric component observed in shergottites. Several Martian meteorites also contain one or more Martian interior components that do not show the mass fractionation observed in atmospheric noble gases and nitrogen. The D/H ratio in the atmosphere is strongly mass fractionated, but meteorites contain a distinct Martian interior hydrogen component. The isotopic composition of Martian atmospheric carbon and oxygen have not been precisely measured, but these elements in meteorites appear to show much less variation in isotopic composition, presumably in part because of buffering of the atmospheric component by larger condensed reservoirs. However, differences in the oxygen isotopic composition between meteorite silicate minerals (on the one hand) and water and carbonates indicate a lack of recycling of these volatiles through the interior. Many models have been presented to explain the observed isotopic fractionation in Martian atmospheric N, H, and noble gases in terms of partial loss of the planetary atmosphere, either very early in Martian history, or over extended geological time. The number of variables in these models is large, and we cannot be certain of their detailed applicability. Evolutionary data based on the radiogenic isotopes (i.e., ⁴⁰Ar/³⁶Ar, ¹²⁹Xe/¹³²Xe, and ¹³⁶Xe/¹³²Xe ratios) are potentially important, but meteorite data do not yet permit their use in detailed chronologies. The sources of Mars' original volatiles are not well defined. Some Martian components require a solar-like isotopic composition, whereas volatiles other than the noble gases (C, N, and H₂O) may have been largely contributed by a carbonaceous (or cometary) veneer late in planet formation. Also, carbonaceous material may have been the source of moderate amounts of water early in Martian history.     

基于逆向设计的飞机货舱烟雾等效方法

在飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证中，为尽可能降低验证试验风险，通常需要采用烟雾发生器产生的模拟烟雾来代替真实火灾烟雾进行飞行试验，但研究表明两种烟雾在造成烟雾探测器响应时间方面存在较大差异，必须通过改变烟雾发生器边界条件来实现与真实火灾烟雾的等效，然而，通过传统"试错法"寻找能够实现两种烟雾等效的边界条件将耗费大量时间资源。采用逆向设计的方法，首先在火灾动力学模拟（FDS）软件中分别建立烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾数值模型，并在Isight优化软件中将FDS进行集成，通过构建使两种烟雾等效的目标函数，采用多岛遗传算法（MIGA）对烟雾发生器边界条件进行一次性逆向求解，从而避免了传统"试错法"造成的资源浪费。对逆向计算的结果进行了试验验证，逆向求解得到的边界条件能实现烟雾发生器模拟烟雾与真实火灾烟雾的等效，该结果可直接指导飞机货舱烟雾探测的适航符合性验证工作。