二维Euler方程的自适应网格矢通量算法

给出了二维轴对称欧拉方程的自适应网格隐式矢通量分裂差分格式和模拟结果,隐式矢通量分裂格式不需人工粘性项与人工耗散项,可以计算跨声速流场,也可以较准确地捕获激波,利用流场解的梯度信息对网格进行调整,可以提高激波的捕获精度,算例表明,该方法精度高稳定性好,不依赖于初始条件。     

局部粗糙边界层流中二维T-S波的非线性演化

采用局部喷、吸、喷与吸组合的结构来模拟局部粗糙壁面,通过数值计算获得了稳定的三维边界层基本流的数值解.在此基础上,研究了最不稳定的和稳定的二维扰动T-S波在时、空间演化过程中非线性问题;探讨了局部粗糙的形式、强度大小及分布结构对二维T-S波的非线性演化的影响及其对增长速率贡献的大小.数值结果表明,三维局部粗糙壁面诱导产生的基本流是扰动波得以增长的关键因素;最不稳定的二维扰动T-S波在非线性演化过程中,由于非线性相互作用的不断增强,逐渐诱导激发出三维扰动波及高次谐波,其三维扰动波的流向波数和频率与二维扰动波的流向波数和频率大致相同.此外,展向速度的大小激励着二维扰动波的快速增长,随后发生初次失稳、流向涡形成、正负相间剪切层逐渐增强、诱导产生三维不稳定扰动波及高阶失稳等机制.上述结论与实验结果相吻合.     

毫米波大气臭氧探测辐射计系统设计

平流层臭氧浓度对于地球气候变化和生态环境有着重要影响. 具有谱分析能力的高光谱毫米波辐射计是一种用来探测大气痕量气体的被动式微波遥感器, 能够有效探测大气臭氧垂直廓线, 在空间地球科学领域中具有十分重要的应用价值. 本文研制了一种探测平流层大气臭氧吸收谱线的新型高光谱毫米波臭氧辐射计系统, 该系统结构包括射频接收机和数字后端谱分析仪. 射频接收机部分采用超外差结构获取142.175 GHz±100 MHz带宽信号, 数字后端谱分析部分采用高性能模数转换器对输入模拟信号进行5×10⁸ sample·s^–1采样, 14 bit量化, 输入信号3 dB带宽200 MHz, 通过高性能现场可编程门阵列(FPGA)获取信号功率谱, 实现了探测通道数16384, 谱分辨率12.2 kHz. 根据辐射计系统关键模块的设计方案、器件选型和测试方法, 开展大气探测实验, 并将实验结果与大气辐射传输模拟软件(ARTS)仿真结果进行对比, 得出系统灵敏度及各项指标可以满足大气臭氧反演需求, 验证了系统设计的正确性, 满足平流层臭氧浓度监测、预警及其导致的气候变化研究的应用需求.     

UDMH／N2O4爆炸冲击波特性研究

研究了ＵＤＭＨ／Ｎ２Ｏ４爆炸冲击波的一般机理和规律,引进了ＴＮＴ等价重量、极限当量两个基本概念,建立了三种爆炸模式,从理论上对爆炸冲击波特性进行了计算,确立了各种冲击波特性参数的分布规律。计算结果与国外有关资料进行了比较,数据基本吻合,并针对１０ｋｇ、５０ｋｇ、１００ｋｇ、３００ｋｇ实验进行了计算和比较。     

燃烧室轴向长度对旋转爆震发动机性能的影响

采用氢氧单步化学反应模型,对以当量比为1.0的氢气空气预混气为反应物的旋转爆震发动机（RDE）进行了数值模拟,系统研究了燃烧室轴向长度对RDE性能的影响.通过详细分析燃烧室进出口气体状态参数,揭示了燃烧室轴向长度对发动机影响的内在机理.研究结果表明:燃烧室轴向长度过短时,爆震波的形成不够充分;在发动机推力中,动量推力占主要部分;在计算的燃烧室轴向长度范围内,发动机的比冲为5410~5566s,燃烧室轴向长度对发动机比冲的影响较小.      

频率选择表面天线复用副面的研究

在毫米波和红外相结合的复合系统研究中,结合飞行器雷达天线系统的设计需要,在理论分析的基础上,采用频率选择表面（FSS）来设计天线复用副面。实验结果表明,该副面实现了透过毫米波和反射红外光的双工性能,并适于双色和多色红外复合系统。FSS天线复用副面的材料应尽量选用厚度适中、平整光洁的低耗衬底介质敷铜基板,以达到更为理想的设计效果。     

封闭水域内固体火箭发动机尾流结构数值研究

为了研究固体火箭发动机在封闭水域中工作时尾流场特性参数变化规律,建立三维空间模型,忽略重浮力等体积力及燃气与水之间的换热传质,采用Realizable k-ε湍流模型与VOF(Volume of fluid)多相流模型,针对试验水箱内固体发动机在不同水深条件下的工作过程进行数值模拟,获得尾流流场燃气射流形貌,以及水箱壁...     

Non-synchronous blade vibration analysis of a transonic fan

This study numerically investigates the aeromechanic behavior of a transonic fan model with a flat tip-leading-edge on the NASA rotor 67 test case. Single-passage unsteady calculations at a near stall operating point of 82% design speed show that the dominant frequencies of mass flow were not the harmonics of the rotor rotational frequency. A full-annulus fluid–structure interaction analysis was subsequently carried out to examine the unsteady flows and their interactions with blade vibrations. The results show that the modal displacement of the backward traveling seventh nodal diameter of the second torsion mode grew exponentially, which reveals that the blade vibration was non-synchronous. The vibration pattern indicates that the aerodynamic mode was resonant with the structural vibration mode. Around the rotor tip, the circumferential vortical propagation induced by interactions among the main flow, tip leakage flow, and tip clearance vortex was the source of aerodynamic excitation. To clarify the mechanism of the non-synchronous vibration, the coupling between aerodynamic disturbance and structural response, i.e., aliasing, was summarized. The frequency spectra of the fluctuating pressure show that an aerodynamic Backward Traveling Wave (BTW) was co-aliased to a structural BTW due to the propagation of the circumferential vortex. The correlation between the frequency and free convective speed of the aerodynamic disturbance determined the directions of aliasing.     

土石地基剪切波测试实验建模

土石混填材料室内标准击实实验中,由于试筒尺寸限制,边界效应相对集中,无法对现场大面积土石混填材料的力学性能和压实状态进行准确模拟。文中对砂土、粉质粘土、低液限黏性土3种土样的细粒土试件及土石混填试件开展变含水量及变土石比大型振动压实实验,对工程现场大范围土石混填地基力学性能进行模拟。基于不同压实程度,研究并建立混填试件整体剪切波速、碎石剪切波速与碎石间隙细粒土剪切波速之间的相关模型。实现定石料条件下,混填料整体剪切波速与间隙细粒土剪切波速的相互推算。并通过变石料应力波实验进行验证。结果表明：大型振实实验数据能准确反映现场土石混填料的压实特性,模型对变石料和变土样混填料都有很好的实用性。