基于Solid Works和Cosmos的模具结构三维设计及有限元分析

复杂结构注塑模具的设计和强度、刚度分析是注塑行业的重要难题。利用Solid Works三维设计软件实现了注塑模具的三维实体建模，并运用COSMOS／Works软件对注塑模具的典型部件进行了有限元分析，验证设计的零件是否符合实际工作情况是实现注塑模具现代化设计的重要途径。通过GearTrax2001Plus、Toolbox等外挂、内挂插件的使用．大大地简化了建模过程，克服了原有设计方法的不足．为解决较复杂的结构设计和理论分析问题提供了一种新的途径。     

基于FW-H方程的旋翼气动声学计算研究

由流体力学N S方程导出的非齐次波动方程———FfowcsWilliams Hawkings方程(简称FW H方程),可以精确地描述在静止流体中运动的物体与流体相互作用的发声问题。以FW H方程为理论模型,将旋翼桨叶运动发声问题等效为包含桨叶的任意运动控制面(声源面)的声辐射问题,并在旋翼绕流Euler方程数值模拟的基础上,在时域内计算了悬停旋翼和前飞旋翼的声场。应用于UH 1H和AH 1/OLS两种旋翼模型的气动声学计算表明:计算结果与噪声实验值符合良好;所研制的程序不仅能够较准确地计算单极子噪声和偶极子噪声,而且具有较强的跨音速四极子噪声预测能力。     

Deep Impact: Working Properties for the Target Nucleus – Comet 9P/Tempel 1

In 1998, Comet 9P/Tempel 1 was chosen as the target of the Deep Impact mission (A’Hearn, M. F., Belton, M. J. S., and Delamere, A., Space Sci. Rev., 2005) even though very little was known about its physical properties. Efforts were immediately begun to improve this situation by the Deep Impact Science Team leading to the founding of a worldwide observing campaign (Meech et al., Space Sci. Rev., 2005a). This campaign has already produced a great deal of information on the global properties of the comet’s nucleus (summarized in Table I) that is vital to the planning and the assessment of the chances of success at the impact and encounter. Since the mission was begun the successful encounters of the Deep Space 1 spacecraft at Comet 19P/Borrelly and the Stardust spacecraft at Comet 81P/Wild 2 have occurred yielding new information on the state of the nuclei of these two comets. This information, together with earlier results on the nucleus of comet 1P/Halley from the European Space Agency’s Giotto, the Soviet Vega mission, and various ground-based observational and theoretical studies, is used as a basis for conjectures on the morphological, geological, mechanical, and compositional properties of the surface and subsurface that Deep Impact may find at 9P/Tempel 1. We adopt the following working values (circa December 2004) for the nucleus parameters of prime importance to Deep Impact as follows: mean effective radius = 3.25± 0.2 km, shape – irregular triaxial ellipsoid with a/b = 3.2± 0.4 and overall dimensions of ∼14.4 × 4.4 × 4.4 km, principal axis rotation with period = 41.85± 0.1 hr, pole directions (RA, Dec, J2000) = 46± 10, 73± 10 deg (Pole 1) or 287± 14, 16.5± 10 deg (Pole 2) (the two poles are photometrically, but not geometrically, equivalent), Kron-Cousins (V-R) color = 0.56± 0.02, V-band geometric albedo = 0.04± 0.01, R-band geometric albedo = 0.05± 0.01, R-band H(1,1,0) = 14.441± 0.067, and mass ∼7×10¹³ kg assuming a bulk density of 500 kg m⁻³. As these are working values, {i.e.}, based on preliminary analyses, it is expected that adjustments to their values may be made before encounter as improved estimates become available through further analysis of the large database being made available by the Deep Impact observing campaign. Given the parameters listed above the impact will occur in an environment where the local gravity is estimated at 0.027–0.04 cm s⁻² and the escape velocity between 1.4 and 2 m s⁻¹. For both of the rotation poles found here, the Deep Impact spacecraft on approach to encounter will find the rotation axis close to the plane of the sky (aspect angles 82.2 and 69.7 deg. for pole 1 and 2, respectively). However, until the rotation period estimate is substantially improved, it will remain uncertain whether the impactor will collide with the broadside or the ends of the nucleus.     

自适应直角切割网格民机增升装置绕流数值模拟

提出并介绍了基于直角切割网格的分区面搭接技术,采用变长宽比网格方法,成功地进行了存在外形间断(剪刀叉)的民机增升装置的网格生成和绕流Euler方程数值模拟.根据外形的特点,运用"根"网格分区算法,降低了整个网格的生成难度;通过基于外形的自适应网格加密技术,详细地描述了外形上的大量缝道和凹槽,提高了网格质量;在分区交界面上,利用重叠面积切割和面搭接算法实现了两侧网格间的流场信息传递,并保证了通量守恒;采用中心有限体积方法,结合双时间推进算法,完成流场的Euler方程数值模拟,计算结果与实验数据吻合良好,说明所述方法的正确性.     

芳纶纤维／环氧复合材料界面超声连续改性处理

运用超声技术在芳纶/环氧复合材料制备过程中对其界面进行改性处理,分析了超声处理过程中纤维与树脂之间浸润性的变化趋势以及超声作用对复合材料界面性能和力学性能的影响。结果表明:超声是通过改善纤维与树脂之间的浸润性,提高复合材料的界面性能及力学性能。     

基于BP人工神经网络的GPS／SINS组合导航算法

基于扩展Kalman滤波的GPS／SINS组合导航算法，需要对原始的非线性连续系统模型进行线性化和离散化处理，要求系统噪声和测量噪声为零均值的高斯白噪声，且易于出现滤波器发散。BP人工神经网络毋需对所求解的问题建模，能够很好地逼近系统非线性特性，获得较高精度的导航定位信息；还具有计算过程稳定，不涉及矩阵求逆，不需要迭代逼近，以及容易实现并行处理等优点。本文设计适用于GPS／SINS组合导航系统的BP网络模型，并在标准的BP算法基础上，采用共轭梯度法改进网络训练速度及精度。最后，通过仿真算例说明BP网络方法用于GPS／SINS组合导航计算的可行性。     

粘流与无粘流的相互作用计算

本文总结了粘流/无粘流的各种计算方法和结果。重点在于介绍定常流动中的弱相互作用。首先叙述了弱相互作用的数学模型。给出了不可压流动和跨音速流动中粘流/无粘流相互作用的某些正耦合的计算结果。讨论了在分离区附近边界层正方法失效的原因。然后介绍了边界层反方法和适用于带分离的流动中半反方法耦合的粘流/无粘流的相互作用方法。文中也简单地总结了三维情况的应用和强相互作用。     

关于三维Navier－Stokes方程的粘性项计算

借助于张量分析和张量计算，在贴体曲线坐标系下本文讨论了不同求解变量导致了粘性项个数上的重大差异和不同大小的计算量，并提出了便于粘性计算的最佳形式。文中借助于有限体积离散技术，通过引进两个对称辅助矩阵［Ａ］和［Ｂ］，使粘性项的计算量大大减少，这对完成三维粘性流的数值计算具有重要的指导意义。借助于上述方法，本文完成了某型真实进气道两种工况的三维粘性Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程计算（即Ｍ∞＝３．０，α＝０°和设计工况Ｍ∞＝２．６５，α＝０°），获得了满意的全场结果；对于Ｍ∞＝２．６５的设计工况，同实验数据作了比较，符合良好。由于本文的方法明显的减少了粘性项的计算量且节省了大量内存，以致于使三维流场的Ｎ－Ｓ求解能在普通微机上进行。     

Mиг－23飞机尾旋试飞体会

Ｍиг－２３飞机是一种变后掠翼战斗机，它的尾旋动态及改出尾旋的方法很复杂。根据在该机上进行的四次尾旋飞行试验，叙述其尾旋进入的方法、尾旋中的动态和改出尾旋的方法。并举出三个典型的尾旋模态实例，详细记述整个尾旋过程和进行分析，说明Ｍиг－２３飞机尾旋动态的复杂性及其表现出的特点。最后，提出了几点在判断和改出Ｍиг－２３飞机的尾旋时应注意的事项。     

基于光滑粒子流体动力学方法的液滴蒸发问题数值模拟研究

基于光滑粒子流体动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics，SPH），开展了SPH新算法在蒸发燃烧领域的研究。建立了适用于SPH方法的蒸发数值模型，推导了基于傅立叶热传导公式和菲克扩散定律的SPH离散方程；借鉴VOF方法（Volume of Fluid）的思想，提出了SPH粒子的液相质量分数的概念，以有效表征蒸发过程中的相变问题。采用SPH方法对高温环境中单个液滴的蒸发过程进行数值模拟，结果符合D2定律，与理论模型相一致；在强迫对流环境中，液滴的蒸发过程受到对流作用及表面张力的影响，蒸发速率加快；进一步对双液滴在静止、对流环境中的蒸发过程进行数值模拟研究。结果表明，液滴的间距、滴径对多个液滴的蒸发过程影响至关重要，液滴间距至少在两倍的液滴直径以上，相互之间的影响才可以近似忽略。通过本文研究，拓宽了SPH方法在蒸发相变领域的应用范围，研究结果也能够为进一步的燃烧问题研究奠定基础。