QuickFEM新版本及其工程应用

ＱｕｉｃｋＦＥＭ建模软件两年的发展完善,目前已推出１．０新版本,并已在型号设计中得到应用。通过介绍该版本及其工程应用,说明有限元自动化建模技术的实用性与高效率。     

航天梦,从这里起飞

嫦娥二号任务,是西昌卫星发射中心组建以来执行的第60次航天发射任务。这座位于大凉山深处的航天城,已经伴随共和国走过了整整40个年头。40年来,西昌卫星发射中心各项软硬件已与国际接轨,跃居世界十大航天发射场之列。     

N2O/C3H8火炬式点火器试验研究

为了研究氧化亚氮/丙烷的点火特性,在理论分析的基础上采用电激励火炬式点火方案并组建了实验系统,在不同的流量和余氧系数工况下进行了N2O(g)/C3H8(g),N2O(g)/C3H8(l)点火特性实验。结果表明:采用气液同轴离心式喷嘴的电激励火炬式点火方案可行,实现了低余氧系数下的点火。所设计的点火器在1J的点火能量下,N2O(g)/C3H8(g)在燃烧室压强为环境大气压条件下的成功点火余氧范围为0.222～0.321;N2O(g)/C3H8(l)在燃烧室平衡压强为0.50～0.65 MPa时成功点火余氧范围为0.299～0.407,并在平衡压强提高至1～1.3 MPa后成功地引燃主发动机。     

基于Chaboche硬化模型的304SS全寿命循环力学行为仿真分析

以研究Chaboche硬化模型对低循环载荷下304SS全寿命循环力学行为仿真的可行性为目的 。首先,结合试验数据与仿真结果,分析导致Chaboche随动/混合硬化模型无法模拟屈服平台效应问题的原因; 然后,对可以模拟前四分之一个循环和稳定迟滞环的模型进行分析,据此给出问题的解决方案; 最后,程序验证Chaboche硬化...     

基于PXI的液体姿轨控火箭发动机试验测控系统设计与实现

针对液体姿轨控火箭发动机地面试验高精度、高风险和灵活多变的特点,设计研发了一套以PXI （PCI extensions for instrumentation）控制器为主体的发动机试验测控系统.控制系统拥有40路开关量控制能力,综合运用手动、时序和自动控制方式.测量系统拥有120路信号同步采集能力,具备故障诊断功能.测控系统软件使用LabVIEW开发,通用性良好.为增强控制可靠性,设计了面向工艺流程的试验面板,应用嵌入式控制,进行信号多级监测并引入紧急自动关机控制.为提高测量精度,对测量参数进行原位标定,提出了一种改进的干扰消除电路.该系统已多次成功应用于液体姿轨控火箭发动机地面试验,采用的设计方法有效地提高了测控系统的可靠性,测量精度和控制精度分别达到0.5%和0.1ms,能够充分满足多种类型的液体姿轨控火箭发动机对试验测控系统的要求.     

地面及微重力条件下低温贮箱内相变和传热的数值仿真

为了预测航天器低温推进剂在轨工作时受热后的状态变化,采用二维轴对称Volume of Fluid(VOF)气液两相流计算流体力学模型,同时选择Lee提出的气液相变模型.由于模拟试验采用低温液氮贮箱,因此本文采用低温液氮贮箱为数值仿真对象.微重力情况下,贮箱内气枕区的压力和压力上升率均低于地面状况,重力水平越低,压力和压力上升率越小,并且气体形成的气枕区位置和形状因表面张力大小随温度不同而动态变化,液体区间的温差也随重力水平的降低而增大.     

大温差下印刷电路板式换热器起动过程建模与实验

针对大温差下的印刷电路板式换热器(PCHE)的起动过程,提出了一种一维瞬态换热计算模型,该模型考虑了印刷电路板式换热器固体结构的内部导热过程,可计算起动过程中换热介质和印刷电路板式换热器的温度响应。同时以N₂为换热介质,开展了印刷电路板式换热器的瞬态换热实验,N₂的最高、最低温度分别为450、103 K,将模型计算结果与实验结果进行对比,冷侧N₂出口温度的模型计算值与实验值之间的平均误差为11.3 K,实验结束时热、冷侧换热量的计算偏差均在7%以内,该结果证明了所提出的计算模型的有效性。在上述计算模型的基础上,对起动过程中印刷电路板式换热器工作参数的空间分布和时域变化特征进行了计算和分析,结果表明换热器的外侧盖板与固体核心区之间的传热过程非常重要,在进行大温差下的瞬态换热过程计算时不应被轻易忽略,同时增大两侧换热介质的流量和减小换热器外侧盖板的厚度是缩短印刷电路板式换热器起动过程响应时间的有效方法,且在一定的流量比范围内,两侧换热介质入口雷诺数之积是影响响应时间的重要因素。     

气动谐振加热效应的数值模拟

为研究谐振管内部的流动情况,建立了喷嘴-圆柱形谐振管系统的模型,利用二阶NND格式求解二维轴对称雷诺平均N-S方程,通过耦合求解传热方程在边界条件中考虑谐振管的传热,模拟气动谐振加热效应,得到了谐振管底部气体的压力与温度振荡曲线,计算结果与实验结果较为一致.结果表明,在约20 ms内即可完成对谐振管底部气体的谐振加热,且谐振管的传热是影响气动谐振加热温度的重要因素,在数值模拟中对其加以考虑可以提高计算准确性.      

液氮贮箱自增压实验与数值仿真

为研究低温推进剂在常温下的自增压过程,设计了以液氮为模拟介质可视化低温玻璃贮箱自增压实验系统,研究了自增压过程压力和温度的变化规律及体积充填率对压力和温度变化的影响。实验结果表明：气枕区和液体区存在显著的轴向温度分层,液体区温度的上升速率低于压力引起饱和温度的上升速率。压力上升分为有典型意义的三段：初始段、过渡段和稳定段,稳定段的压力上升速率随体积充填率增加而增加。液体区的对流运动在自增压过程受到抑制,气液界面逐渐进入准静止状态。并以实验测得温度作为边界条件,采用流体体积（VOF）模型对整个自增压过程进行了175 s的数值仿真。仿真得到的压力曲线变化规律与实验结果基本一致,稳定段的压力上升速率是实验值的1.58倍。本文得到的自增压物理参数变化规律,为低温推进剂的贮存和贮箱的热防护设计提供参考。