高超声速激波/边界层干扰流动数值模拟研究

在基于Roe格式的全Navier-Stokes方程计算流体力学(CFD)代码中,发展了一种局部熵修正方法,克服了传统熵修正方法在边界层流动模拟中耗散过大的缺点,可用于更加准确的模拟激波/边界层干扰的复杂高超声速流动。对典型高超声速双锥边界层分离与激波干扰的复杂流动进行了模拟,研究了网格密度和熵修正方法耗散性对计算结果的影响。研究表明:高超声速双锥边界层分离与激波干扰流动的数值模拟结果对网格具有很强的敏感性,过稀的网格将产生严重的分离流动预测偏差;低耗散性的局部熵修正方法能更加准确地模拟复杂的高超声速激波与边界层分离流动干扰现象。     

固体火箭发动机交互式可视化优化设计与分析

为提高固体火箭发动机优化设计和结果分析的效率,提出了一种交互式可视化优化设计与分析方法。以某大型固体火箭发动机设计为例,说明其在固体火箭发动机优化设计和参数敏感性分析中的应用。研究表明,这种方法可使设计人员快速、直观地得到符合总体要求的多组设计方案,简单、有效地进行参数敏感性分析,符合设计人员思维习惯,适合在工程中推广。     

Y－TZP陶瓷超塑性变形特性和显微结构研究

在１３５０～１５５０℃下，对３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３稳定的四方ＺｒＯ２多晶陶瓷（Ｙ－ＴＺＰ）进行了超塑性拉伸试验，最大延伸率达２８５％。研究了拉伸变形特性，测定了１４６０℃下的应变速率敏感性指数ｍ＝０．３７。扫描电镜、透射电镜和Ｘ射线衍射仪研究表明；Ｙ元素在晶界处偏析；超塑变形时晶粒明显长大；变形促进了四方相（ｔ）→单斜相（ｍ）ＺｒＯ２的马氏体转变，其相位关系为（１００）ｍ∥（１００）ｔ；，［００１］ｍ∥［００１］ｔ，αｍ＾αｔ＝９．３°，ｍ－ＺｒＯ２呈板条状。Ｘ射线光电子谱（ＸＰＳ）结果说明：晶界玻璃相不是陶瓷超塑性变形的先决条件。     

塑性应变率的尺度效应

通过对相似模型中若干力学量和典型动力学实验中部分结果和结论的探讨分析，研究了动态载荷下率相关材料相似模型的尺度效应，阐述了塑性应变率具有的尺度效应对相似模型在动态载荷下的影响，指出了塑性应变率尺度效应的一个重要特征是，随着结构特征尺度的减小，其动力行为的应变率敏感效应增强。     

大膨胀比向心涡轮多学科优化设计及敏感性分析

向心涡轮内部流动复杂,功率密度大且结构限制严,因此,向心涡轮的设计必须考虑到气动、强度、结构等多学科间的耦合问题。采用多学科优化策略是提升向心涡轮气动效率和安全可靠性的一种可行途径。基于向心涡轮结构特点,发展了通用的向心涡轮三维参数化造型方法。耦合多目标优化算法和向心涡轮三维参数化方法,建立了向心涡轮多目标多学科优化设计体系。以频率为约束,以提高总静效率、降低叶根最大应力为优化目标,开展了向心涡轮的多学科优化设计。优化后,在避开所有危险共振频率的前提下,就单一性能指标而言,涡轮级的总静效率最高可提高1.35%,叶根最大当量应力最高可降低12.54%。进一步,对设计空间开展了敏感性分析,揭示了对性能指标影响显著的设计变量,阐明了关键设计变量对性能指标的影响机制。     

考虑部件不确定性的发动机性能裕度设计方法

针对部件不确定性影响整机性能达标的问题,以混合排气涡扇发动机为对象,利用总体性能参数对部件参数的敏感性 系数矩阵,结合和方根原理,建立了考虑部件参数不确定性的航空发动机性能裕度设计方法。在此基础上研究了总体性能参数达 标的置信度、部件参数达标的置信度对航空发动机性能裕度设计结果的影响规律。结果表明：各部件参数的置信度决定了发动机 总体参数的置信度。部件参数满足设计目标的置信度越高,总体性能参数的裕度需求越小;总体性能参数满足设计要求的置信度 越高,则其裕度需求越大。对于80%的总体性能参数置信度,对应不同部件参数置信度,推力的裕度需求为1.44%～5.25%,耗油 率的裕度需求为-1.60%～-6.61%。相关结论为航空发动机性能稳健设计提供了理论依据。     

铍的YAG激光焊接裂纹敏感性研究

分析了激光焊接时为克服焊接裂纹所采取的焊前预热、短焦距焊接及焊接工艺参数等因素对裂纹敏感性的影响。结果表明：选择合适的焊接参数可减少裂纹的产生，但其作用有限，还不能从根本上消除裂纹。焊前预热及焊后缓冷对抑制裂纹作用显著，且随着预热温度提高裂纹率呈下降趋势。此外焊接中减少铍的熔化量对减少裂纹亦发挥了重要作用。     

基于业务持续性的航空公司机务维修安全评估

为降低航空公司的事故率,提出基于业务持续性的航空公司机务维修安全评估方法。从人件、硬件、环境、应急救援和软件5个方面来建立风险评估体系,根据风险评估体系建立贝叶斯网络模型,利用能够反映航空公司安全维修状况的历史定量数据作为训练参数。在建立起评估模型的基础上,对航空公司的机务维修进行安全评估和敏感性分析。实验证明,方法能预测风险发展趋势,有效地降低事故发生率,为航空公司的安全运行提供科学依据。     

一种低温度敏感性铷频标物理部分研究

物理部分是原子频标的核心部件,对温度变化比较敏感。因此,温度敏感性是铷频标稳定度提高的一个重要限制因素。以一种改进型铷频标物理部分为研究对象,在分析温度波动对铷频标稳定度影响的基础上,提出了改进铷频标物理部分温度敏感性的措施。通过试验验证,这些措施能够有效地降低铷频标物理部分温度系数。     

探测器安全着陆风险评估与敏感性分析

探测器安全着陆是行星探测的关键环节,而目前着陆成功率偏低,进行安全着陆风险研究有着非常现实的工程需求.为此,首先分析探测器结构与着陆方式,梳理行星表面影响安全着陆的主要因素,明确着陆安全判据,然后基于蒙特卡罗思想,模拟行星表面地貌和探测器着陆方式,给出了探测器在盲降下安全着陆概率估计的仿真方法.在此基础上,考虑探测器尺寸和着陆区域面积,对探测器安全着陆概率进行敏感性分析,结果表明探测器的尺寸对安全着陆概率有显著影响.