特型钝体绕流动态特性的低速实验研究

在低速自由射流风洞上,利用热线及相关设备对由半球头部、颈部及旋成体构成的特型钝体周围非定常流动的基本特性、联合特性及湍流度分布进行了测试与分析,实验工况为迎角α=-15°～+15°、侧滑角β=0°～10°.结果表明,在上述工况范围内,该钝体周围流场中速度脉动的能量分布平坦,属宽频带随机信号,流场中没有发生明显的流动分离,流场动态品质良好;凹陷区内气流的脉动以不同的速度向下游空间传播;在上述α、β变化范围内,钝体颈部凹陷区的最大湍流度高达10.9～24.8%.     

高超声速尾迹雷达散射湍流场研究

为给高超声速再入尾迹亚密湍流雷达散射分析提供所需的脉动背景场参数,本文提出计算非平衡再入湍流尾迹脉动等离子体场的理论方法.在研究高超声速尾迹流动特征的基础上,推导、使用包括化学组份浓度脉动强度的k-ε-g湍流模型,用以封闭高超声速尾迹雷诺平均控制方程,并用全隐式有限差分求解.以M∞=21.26、Re∞D＝1.33×106的小钝锥体流动为例,得到的结果说明:流场的流向和径向参数分布合理;在转捩点后较近距离内湍流脉动影响较大,随着向下游流动脉动影响迅速减弱;本文计算尾迹湍流脉动等离子体场的方法是可行的.     

跨流域三维复杂绕流问题的气体运动论并行计算

通过研究求解描述跨流域三维绕流问题的Boltzmann模型方程气体运动论耦合迭代数值格式,分析气体运动论数值计算方法的内在并行性;从变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性三方面开展基于离散速度空间区域分解计算的研究,发展求解稀薄流到连续流跨流域三维复杂绕流问题的并行算法.通过对不同Knudsen数、不同马赫数、不同攻角三维球体及返回舱绕流的并行计算,计算结果与实验数据和理论分析吻合较好.研究表明,该并行算法负载平衡和并行可扩展性较好,对不同并行计算机系统具有很好适应性,显示直接求解分子速度分布函数的气体运动     

有限长度的过渡领域微槽道流动(-分析预测和试验的比较)

在连续介质和滑流区有限长度槽道内的稳定气流,通过整体质量守恒规律得到了沿槽道轴向的压力分布和质量流率的分析表达式.在过渡领域区,也提供了槽道流动压力分布的严格的动理学理论解.在Poiseuille流动的质量流率动理学理论解给定的情况下,压力分布的控制方程被证实是被前一作者从轴承润滑问题移植到解微槽道问题的退化Reynolds方程.同时得到了质量流率分析表达式,它们和现有试验数据的比较相符很好.     

舰尾流环境中载机纵向QFT/TECS控制系统设计

为了消除舰尾流对载机着舰过程产生的影响,同时完成低动压状态下飞行速度与高度的解耦工作,基于定量反馈理论/总能量控制理论(QFT/TECS)设计了纵向着舰控制系统。针对着舰过程中数学模型所具有的不确定因素及舰尾流对下滑航迹的影响,以载机高度变化率为控制对象,使用定量反馈理论结合推力补偿系统进行了内回路鲁棒控制律设计。外回路控制律设计是以总能量控制理论为基础,通过粒子群优化算法对待调控制参数进行寻优,进而实现了对高度、速度等参数的精确控制,完成了载机纵向着舰轨迹与速度的解耦工作。仿真结果表明,该控制律在拥有较强的鲁棒性的基础上具有良好的解耦控制能力,实现了载机着舰段的高度与速度的解耦控制,明显提高了载机对着舰轨迹的跟踪能力,可满足不确定条件下载机的着舰要求。     

红外光谱研究丁基橡胶老化机理及寿命预测

对丁基橡胶进行室内加速热氧老化实验,同时采用FTIR实时追踪丁基橡胶在老化过程中化学结构的演变,并进行二维相关分析.结果显示老化过程中C-H和C-C氧化形成自由基的速率较慢,为确定热氧老化反应速率的关键步骤,随后进行的热氧老化反应速率很快,最终氧化降解形成醛,酮,酯等老化产物.在充分理解丁基橡胶热氧老化机理的基础上,建立了丁基橡胶热氧老化的基元方程,按照老化过程中各基元反应的质量作用定律,建立了材料老化的氧化动力学模型.采用Matlab编程,计算得到丁基橡胶在常温和高温之间的老化速率比.通过红外光谱追踪老化过程中基团变化的实验数据拟合建模计算得到的曲线,发现两者的变化趋势相同,表明采用该方法预测材料老化寿命具有极好的应用前景.     

壁面湍流模型对湍流分离流动数值模拟的影响

本文用三种近壁湍流模型计算了二个二维的湍流分离流动:单包流动和多包流动.结果表明:二层模型和低Reynolds 数模型具有类似的特性.它们基本上给出合理的分离流动结构.壁函数的方法由于对数律的假定基本上不适合于计算湍流的分离流动.     

高性能铝基复合材料的颗粒分布及界面结合

采用常规粉末冶金和高能球磨粉末冶金法制备了B4Cp/Al复合材料,研究了B4C颗粒分布与界面结合特点、形成机制以及对材料性能的影响。结果表明,17％（体积分数）B4Cp/6061Al复合材料的屈服和抗拉强度分别为415MPa和470MPa,比常规粉末冶金复合材料分别提高了69％和70％。微观分析表明,高能球磨粉末冶金复合材料中B4C颗粒均匀分布、颗粒与基体之间存在近百纳米厚度的界面层,界面层由呈带状且有序分布的微细铝晶粒和弥散分布的纳米颗粒组成。高能球磨过程中,铝粉末在钢球表面形成冷焊层,B4C不断被挤入而均匀化是实现颗粒均匀分布的主要机制;球磨过程中铝粉末表面氧化层破碎暴露出新鲜铝表面且与镶嵌与铝粉末中的B4C颗粒形成界面结合是获得良好界面结合复合材料的重要条件     

低密度射流的特征频率

采用激光粒子动态分析仪研究了低雷诺数时密度比对自由圆射流近喷嘴区轴线相干结构特征频率的影响.空气射流和二氧化碳射流核心区的末端,能谱上才出现显著的峰值,其Strouhal数约为0.41.氢气射流时在喷口附近(x496.6时,随x的增大,能谱上出现了基波的高次谐波.     

架空输电线路风振试验研究

高压架空输电线路是集高耸和大跨度两种特征于一身的风敏感结构体系,在风荷载作用下,风振效应显著。为了给某高压架空输电线路设计提供准确的风振系数并考查输电导线对塔架风振的影响,按照空气动力弹性相似准则设计制作了输电塔架气动弹性模型;根据能量平衡原理,模拟了塔架两侧的输电导线和地线;在大气边界层风洞中进行了风振响应的试验研究。获得了塔架风振响应等重要数据,并经回归分析得到了塔架风振系数的数学表达式。研究表明,塔架加速度响应随风速增加而增大;铁塔横风向加速度响应和顺风向加速度响应处于同一数量级,塔架设计和理论计算时应同时考虑顺风向和横风向的风振力;导线对铁塔风振的影响程度与风向角有关,但就整体而言,可以忽略该影响。