超燃冲压发动机U型冷却通道的流道方案

对四流道U型流道平板的不同流道方案进行三维仿真模拟。主要针对同向入口U型流道平板和反向入口U型流道平板这两种构型进行研究,并在每一种构型中采用不同的冷却剂出入口方案,并对不同方案的冷却效果进行研究和对比。研究表明:两种构型的出入口相间排布的流道方案更适合于有一定规律的非均匀热流;两种构型的入口流道位于平板两侧的流道方案,更适用于相对较均匀的热流环境;U型通道中相邻通道间冷却剂的温差较大,伴随强烈的肋间传热,并且较低温的冷却剂通道能够从燃烧室壁面吸收更多的热流,能明显减小相邻高温通道的冷却负担。      

航空替代燃料燃烧特性及碳烟生成数值模拟

对一种生物燃油（FAME）和传统航油（Jet-A）掺混后的碳烟生成情况进行了研究,燃烧室采用贫油预混预蒸发（lean premixed prevaporized,LPP）低污染燃烧室设计,应用ANSYS fluent软件计算分析了在地面慢车,起飞工况下燃烧室内的冷态流场,热态燃烧和碳烟生成三方面内容。结果表明:FAME燃油的添加有助于降低燃烧室内生成的碳烟数量和质量,但会生成更为精细的碳烟颗粒。随着FAME掺混比的增加,燃烧场温度、碳烟前驱体含量的下降引起了碳烟生成速率的降低,主燃区中心氧化速率的上升使得碳烟初始颗粒的粒径更小,进而最终生成更为精细的碳烟颗粒。FAME燃油的添加能大幅降低慢车工况下的碳烟排放,但对起飞工况下碳烟排放的降低并不显著。      

基于图像的腐蚀损伤及疲劳寿命研究

在实验室环境下,对航空LY12CZ铝合金试件进行了腐蚀试验,然后采用图像处理的方法,提取了孔蚀率、点蚀坑分形维数、点蚀坑半径3种腐蚀形貌特征值,通过灰色预测方法对腐蚀形貌特征值与腐蚀损伤之间的关系进行了研究,得到了基于形貌特征值的GM(1,3)腐蚀损伤预测模型。在此基础上,利用AFGROW软件建立了断裂力学模型,对不同腐蚀形貌特征条件下LY12CZ试件的疲劳寿命进行了计算与讨论。结果表明,试件的疲劳寿命与其表面腐蚀形貌密切相关,3种腐蚀形貌特征值均与试件的疲劳寿命负相关。此外,基于腐蚀形貌特征值计算得到的疲劳寿命值与利用实测点蚀坑深度计算得到的疲劳寿命值吻合较好,平均相对误差为8.84%。     

基于流水避石原理的无人机三维航路规划方法

借鉴自然界流水避石现象,提出一种基于流体计算的无人机(UAV)三维(3D)航路规划方法.首先介绍了球心位于坐标原点时,球形障碍三维绕流问题的解析解.之后采用旋转平移矩阵与流线数据叠加方法生成了任意位置多障碍同时存在的三维流线.为验证解析解的有效性同时给出该方法基于数值模拟的计算过程,对适合无人机三维航路规划的流体模型和数值求解方法进行了分析,并给出了通过数值模拟求解航路的方法.最后,根据无人机机动约束对流线进行处理得到可飞航路,将航路长度、纵向和横侧向机动次数作为子目标函数对航路进行综合评价.仿真结果表明:解析法航路规划中,圆球障碍的地形建模简单计算量小,航路集中在由起点至终点的航路带间;数值法航路规划适合障碍分布复杂的地形,航路分布于规划空间中.这两种方法的航路平滑,能够满足无人机飞行约束,航路具有绕流意义的最优性,可以避免势场法的局部极小问题,并且可以提供多条备选航路.     

进口流场与发动机工作稳定性试飞

某超音速飞机,在一定的高度和速度范围内,通过“全加力”加速平飞,平飞时发动机加速与节流、跃升和等Ma数爬升等试飞。以调节中心锥体上6个测压点的压力变化规律为依据,进气道出口“十”字形测压耙(图1)的压力分散度值定性地描述流场变化的趋势.来评定进气道与发动机匹配相容性。试飞结果表明:进气道以较弱的超临界状态与发动机相匹配工作;但时,进气道以较严重的超临界状态与发动机相匹配,显得喉道面积偏小;此外大攻角跃升和高空小表速接通加力时,各发生一次空中停车。     

DLR-F6/FX2B翼身组合体构型高阶精度数值模拟

基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和结构网格技术,采用五阶空间离散精度的加权紧致非线性格式(WCNS)和剪切应力输运(SST)两方程湍流模型,开展了DLR-F6和DLR-F6_FX2B 2种翼身组合体构型的高阶精度数值模拟,计算外形来自AIAA第三届阻力预测研讨会。主要目的是确认WCNS模拟跨声速典型运输机构型和预测局部构型变化引起的气动特性变化量的能力。在固定升力系数条件下,采用粗、中、细3套网格开展了网格收敛性研究,从气动力系数、压力系数分布、表面流态等方面研究了网格规模对DLR-F6和DLR-F6_FX2B翼身组合体数值模拟结果的影响;采用中等网格开展了来流迎角对2种翼身组合体气动特性的影响研究。通过与National Transonic Facility(NTF)的试验结果和CFL3D的计算结果对比,表明采用高阶精度计算方法得到了网格收敛的数值模拟结果,较好地模拟了DLR-F6翼身组合体局部修型引起的微小气动特性变化和翼身结合部流动特性的差异。     

MSD对老旧飞机搭接结构完整性的影响

利用FRANC2D/L对含MSD某型飞机机翼蒙皮搭接接头进行了有限元分析,得到了不同分布钉载下MSD裂纹应力强度因子(SIF)随裂纹扩展历程变化的计算曲线,和已有的文献比较表明,本文数值结果精确,方法可靠。计算结果表明,孔壁受载方式对SIF影响不大,但对MSD裂纹扩展方向有明显的影响;相对于均匀分布和集中力,二次分布的钉载更接近于实际的孔壁受载方式,且在计算时,应考虑其它排钉孔的受载。最后探讨了基于力学的评估含MSD搭接结构完整性的方法。     

涡轮叶片内部通道流动换热算法改进

在使用工程计算方法对涡轮叶片温度场进行计算时,往往将叶片内流通道简化成光滑或带肋的换热管元件,容易忽略各内流管段之间的影响,造成计算得到的叶片3维温度场与真实温度场存在较大差异。针对上述问题,为了提高对涡轮叶片3维温度场模拟的准确度,对涡轮叶片内流通道的换热流动算法进行改进。考虑涡轮内部蜿蜒通道中弯转区和弯转效应2种因素对涡轮内部流动换热的影响,使用试验得到的数据对2种因素影响区域的换热情况进行修正,利用修正后的算法对某工作叶片进行温度场计算,并对修正前后叶片温度场进行了对比分析。结果表明：采用修正后算法得到的蜿蜒通道内的气体温度相较于修正前算法得到的沿程升高更多,修正后算法求得的叶片整体平均温度降低,最大温差增大。     

微动疲劳研究的现状与展望

微动疲劳普遍存在于航空航天结构中,已成为工业中的癌症。回顾了微动磨擦学的发展历史,阐述了微动疲劳的损伤机理,介绍了微动疲劳试验的原理、方法;重点分析了微动疲劳的裂纹形成寿命及扩展寿命的计算方法,讨论了影响微动疲劳寿命的七个主要因素,对飞机结构微动疲劳研究的发展进行了展望。     

运载火箭及总体设计要求概论(三)——运载火箭总体设计(续)

简要介绍了运载火箭总体设计中气动力设计、气动热设计、弹道设计、载荷设计的主要内容、设计步骤和设计要点。