超燃燃烧室中燃烧反应区域变化情况试验

运用试验的方式在来流马赫数为2.5的条件下研究了气态燃料在直连式凹腔燃烧室内的燃烧过程，结合壁面压力测量以及OH-PLIF(OH-平面激光诱导荧光系统)方法分析了乙烯燃料在点火后1 ms内的燃烧反应区域发展过程和氢气燃料在稳焰时1 ms内的燃烧反应区域变化过程。结果表明凹腔后缘斜坡对于气态燃料的火焰传播起重要作用，初始燃烧区域在随来流到达后斜坡后会减速滞留，为附近的燃料提供适宜的点火环境。凹腔剪切层对气态燃料的稳焰燃烧起重要作用，剪切层内始终部分存在剧烈燃烧反应区域，这将为凹腔内部源源不断地提供点火能量，为维持凹腔内部燃料持续点火燃烧提供能源支撑。试验测得乙烯初始燃烧反应区域向凹腔上游的发展速度约为170 m/s。     

基于深度神经网络的超声速隔离段湍流涡黏性系数辨识

雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程由于计算成本较低，当前仍然在工程设计领域广泛应用。为了进一步提升计算精度和减少时间，应用深度神经网络（deep neural networks, DNN）方法自适应辨识稳态湍流涡黏性系数。以隔离段的激波串前缘位置检测流场生成为例，使用Wilcox-2006 k-ω湍流模型进行模拟。在不同的背压情况下，产生稳定状态的湍流涡黏性流场作为模型学习的训练数据集。最后在不同背压条件下开展了测试。结果表明：提出的DNN方法能够快速预测湍流涡黏性系数的值，预测值与计算流体力学数值模拟计算的参数值相比，方均根误差较小，可决系数大于99%，预测的流场结果与真实流场基本一致，进一步验证了深度学习技术在湍流模型参数辨识的可行性。     

对称交叉激波和湍流边界层相互作用的数值研究

针对两种双尖鳍外形的对称交叉激波与湍流边界层相互作用,采用N-S方程和两种湍流模型进行了计算。研究了网格收敛性、鳍的角度和湍流模型对壁面压强、Stanton数和壁面摩擦力线的影响。弱相互作用的计算结果较好,强相互作用的壁面压强和摩擦力线的计算结果与试验吻合较好,而Stanton数的计算结果较差,峰值高达试验的2.5倍左右。随着鳍的角度的增加,壁面压强和Stanton数的分布从单调分布发展为M型分布,两者的峰值不在相同的位置。湍流模型对壁面压强和壁面摩擦力线影响很小,对Stanton数计算的影响很大,SST模型比BSL模型表现好一些。     

系列嵌套圆环系统的能量吸收特性

能量吸收结构的性能对航空、航天等领域的人员和结构防护非常重要。针对一种系列嵌套圆环系统的能量吸收特性进行了理论、数值和实验研究。首先建立了考虑应变强化效应的系列嵌套圆环系统受刚性平板横向准静态压缩时的刚塑性理论模型;然后对双环和三环嵌套圆环系统进行了准静态压缩实验及有限元数值模拟,理论预测、数值模拟和实验测得的系列嵌套圆环系统的载荷-挠度曲线吻合很好;最后对将系列嵌套圆环系统应用到航空领域进行了探讨,以应用至航空座椅为例,建立了人体、座椅、能量吸收结构的数学模型,参照美国航空联邦局航空座椅动态实验标准,基于该模型计算得到了人体所受的腰椎负荷,并与不装备能量吸收结构时的腰椎负荷进行了比较,结果表明应用系列嵌套圆环系统可以有效地对人体进行防护。     

基于有限元方法的蜘蛛网阻拦猎物过程模拟

为揭示蜘蛛网阻拦猎物过程的内在力学规律,基于理论和有限元方法对这一过程进行了研究。首先,根据已有实验结果建立了蜘蛛网径线和周线的应力-应变关系。然后,给出了单根丝线受横向冲击问题的理论解,并利用LS-DYNA有限元软件对该问题进行了数值模拟,有限元数值解与理论解一致。最后,利用LS-DYNA有限元软件模拟了蜘蛛网阻拦猎物的过程,得到的网内最大应变值和能量曲线与已有实验结果一致。计算结果表明,在蜘蛛网对猎物动能的耗散中,径线占主导地位;与冲击位置相邻的径线应力水平很低,有利于蜘蛛网的修复,径线中点附近的区域最有利于较大初始动能猎物的阻拦。      

飞机蜂窝道面拦阻系统的动力学模型与数值模拟研究

针对传统泡沫混凝土材料在大型飞机道面拦阻中存在的吸能效率、耐久性以及环保等问题,基于金属蜂窝材料提出了一种新型飞机道面拦阻系统.首先,建立了机轮-蜂窝材料耦合作用阻力模型和全机拦阻动力学模型,得到了蜂窝材料在拦阻过程中的能量耗散分布解析表达式.其次,通过LS-DYNA有限元软件进行了蜂窝材料道面拦阻系统的数值研究,验证...     

一种减轻再入通信中断现象的烧蚀防护材料

一、研制背景美国从五十年代末起,就注意到飞行器高速再入大气层时存在着通信中断现象。如双人驾驶的宇宙飞船“双子星座号”在再入时遥测信号中断3～4分钟,它的再入速度高达21.5M~*;登月宇宙飞船“阿波罗号”(有三名宇航员)在再入时中断了7～11分钟,它的再入速度高达32.4M~*;“哥伦比     

美、苏研制机动弹头近况

《詹氏防务周刊》1985年1月19日报道:据美国情报部门提供的消息:五角大楼正在研究未来可能实现的各种系统,其中包括先进战略导弹系统(ASMS)计划中的机动再入弹头。为了对付苏联可能的反弹道导弹防御,及在未来攻击苏联超级加固的关键指挥中心,五角大楼认为,继续研究机动弹头是深谋远虑的行动。美国将利用研制 Mk500弹头和试验高级机动再入弹头(AMA-RV)所取得的经验来制订这项研究计划。海军研制的 Mk 500是用于近期作战时代替“三叉戟”I的 Mk4弹头的,以躲避反弹道     

2H_2 O_2爆轰波后壁面热交换测量

实验测量了2H_2 O_2爆轰波后壁面热交换率。所用传感器为镀有厚约2000硅层的白金薄膜电阻温度计。实验结果与数种理论计算做了比较。实验曲线的两头与层流附面层理论相吻合;但从30微秒到150微秒内,实验数据却与湍流附面层理论相一致。值得指出的是,2大气压下2H_2 O_2气体爆轰波后诱导引起的附面层可能经历着从层流向湍流的转捩,而后成为湍流附面层。     

美国战略导弹先进弹头试验情况

双锥弹头在阿诺德工程研制中心的超音速风洞中完成了52个再入弹头鼻锥模型的模拟试验,试验条件是:马赫数10,模拟高度134,000英尺,攻角从-16°～ 16°。试验目的是建立数据库,以支持研制双锥弹头的初步计划,并确定出前锥和后锥连接部位的最佳锥角,以寻求最有利的气动外形。 ABRV弹头在ABRES计划中,安排了4次战略导弹先进弹头的飞行试验,以鉴定弹头所采用的新技术,第二次试验已于去