载人飞船返回舱着水冲击问题研究进展

通过归纳一般物体入水冲击问题解析法和数值法的种类和发展,对载人飞船返回舱着水冲击问题进行了应用研究;重点对国内外工程上进行的返回舱着水实验进行了整理,并根据实验舱体的复杂程度将其分为模型实验和样机实验两类,指出分别使用刚性缩比模型、弹性缩比模型和样机进行着水实验时,成本、实验周期及其结果数据丰富程度递增的特点,指出了需要注意的弹性近似准确性和样机在不同实验工况下的适应性改造问题：同时对近年来研究较多的返回舱着水冲击问题的仿真分析方法进行了总结对比,讨论了其适用于任意舱体外形、任意姿态着水问题分析以及能够获得全过程详细动力学特性的优势。     

摇摆对水平管内单相水阻力特性的影响分析

对摇摆状态下25mm和34.5mm管径水平管内单相水阻力特性进行了实验研究,通过实验发现,摇摆状态下单相水摩擦压降有明显的周期性,并与摇摆周期相同。雷诺数降低、摇摆振幅增加以及管径增加都会使摩擦压降增加。通过对摇摆周期、摇摆幅度、雷诺数和管径等影响因素的分析,给出了摇摆状态下单相水摩擦系数的计算公式。计算结果表明,得到的摩擦压降满足摇摆条件周期波动的特点,计算结果与实验结果符合较好。     

Estimation of vertically integrated water vapor in Hungary using MODIS imagery

Information about the amount and spatial structure of atmospheric water vapor is essential in understanding meteorology and the Earth environment. Space-borne remote sensing offers a relatively inexpensive method to estimate atmospheric water vapor in the form of integrated water vapor (IWV). The research activity reported in the present paper is based on the data acquired by the HRPT/MODIS (High Resolution Picture Transmission, MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) receiving station established in Budapest (Hungary) by the Space Research Group of the Eötvös Loránd University. Integrated water vapor is estimated by the remotely sensed data of the MODIS instrument with different methods and also by the operational numerical weather prediction model of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Radiosonde data are used to evaluate the accuracy of the different IWV fields though it has been pointed out that the in situ data also suffers from uncertainties. It was found that both the MODIS and the ECMWF based fields are of good accuracy. The satellite data represent finer scale spatial structures while the ECMWF data have a relatively poor spatial resolution. The high quality IWV fields have proved to be useful for radiative transfer studies such as the atmospheric correction of other satellite data from times different than the overpass times of satellites Terra/Aqua and the forecast times of the model data. For this purpose the temporal variability of IWV is scrutinized both using ECMWF and MODIS data. Taking advantage of Terra and Aqua overpasses, the mean rate of change of IWV estimated by the near infrared method was found to be 0.47 ± 0.45 kg m⁻² h⁻¹, while it was 0.13 ± 0.65 kg m⁻² h⁻¹ based on the infrared method. The numerical weather prediction model’s analysis data estimated −0.01 ± 0.13 kg m⁻² h⁻¹ for the mean growth rate, while using forecast data it was 0.24 ± 0.18 kg m⁻² h⁻¹. MODIS data should be used when available for the estimation of the IWV in other studies. If no satellite data are available, or available data are only from one overpass, ECMWF based IWV can be used. In this case the analysis fields (or the satellite field) should be used for temporal extrapolation but the rate of change should be calculated from the forecast data due to its higher temporal resolution.     

利用二、三维嵌套技术数值模拟复杂边界下的流场

通过数值模拟复杂几何区域和边界条件下二、三维嵌套紊流模型,获得了计算区域内任意一点的流场信息。这一方法克服了常规的单纯模拟二维或三维紊流控制方程组而无法获得准确的自由表面和三维紊流场的缺点,通过两者有机的结合,并采用动边界处理等先进的计算技术,得出了精度更高、更为合理的紊流场。该方法曾被用于三峡工程大江截流完成之后导流明渠通航的流场模拟中,计算结果合理可信,部分成果的精度也已得到了实测资料的验证,成果为导流明渠通航路线的选择提供了依据     

回转体流噪声相似律的实验研究

介绍了回转体流噪声实验的方法,并对实验测得的回转体流噪声声功率谱的谱特性进行了分析。测量结果表明:在高频段,回转体流噪声声功率谱按6dB/ 倍频程衰减;且其声功率谱与流速的7 次方成正比。基于本实验,验证了回转体流噪声相似律理论     

火电厂除盐水系统优化的探索与应用

针对火电厂除盐水处理系统原设计中存在的问题,进行了系统的优化,取得了好的经济效益。     

矩方法及其在水凝结研究中的应用与发展

矩方法(Method of Moments,MOM),又可以称作内部坐标矩方法,通过求解液滴尺寸分布函数对内部坐标的各阶矩的输运方程,反映粒子数量及尺寸分布的演化。在各种有关伴随凝结流动的数值方法中,矩方法兼顾了计算效率和液滴分布信息,因此被广泛应用于水凝结的研究。本文首先介绍了经典矩方法,综述了矩方法的最新发展。然后应用经典凝结矩方法,研究了伴随同质凝结的Prandtl-Meyer膨胀流动问题,计算发现随着来流水蒸气饱和度的提高,凝结诱导的激波由定常状态向非定常状态转变,出现自激振荡现象;进一步,将经典凝结矩方法推广到异质凝结领域。通过引入"瞬间活化"假设,简化了异质成核模型,将此方法应用到伴随异质凝结的激波管问题中,进行了参数研究,加深了对异质凝结和流动相互作用的认识;最后针对经典矩方法无法处理相间相互作用的问题,将经典矩方法中的矩方程改写为基于液相平均速度的形式,发展了一套考虑相间质量、动量、能量交换的矩方法,应用此方法研究了伴随同质凝结的旋涡运动问题,分析了旋涡中凝结的产生过程,以及凝结与流动相互作用对液相分布的影响,计算结果显示了凝结生成的液滴在离心力作用下离开旋涡中心的现象。     

回转体倾斜入水空泡试验及六自由度数值计算研究

为研究回转体倾斜入水空泡及参数变化,基于低速入水试验装置和CFD软件对该问题进行了试验和数值仿真研究。通过试验对回转体倾斜入水的空泡演变进行研究,得到了不同时刻空泡形态图。数值计算选用基于N-S方程的雷诺平均(RANS)方法和基于k-ω的SST二方程湍流模型,建立了六自由度数值仿真方法。结果表明:数值计算得到的空泡形态与试验结果一致性较好,依次经历了撞击水面、空泡形成、颈缩、空泡断裂、空泡闭合、表面紊乱和空泡溃灭的过程。进一步分析发现速度、加速度和压力均在入水瞬间和空泡断裂时刻发生波动;偏转角度在回转体尾部刺穿空泡后增幅明显;随着入水角度增加,入水瞬间速度衰减加快、压力峰值增加,峰值出现越早,空泡闭合越难。     

高速平板着水数值模拟

探索和揭示物体入水冲击的流体力学现象与机理对飞行器水上迫降问题的研究有重要的参考价值。对高速平板着水涉及到的复杂物理问题展开数值模拟,采用有限体积法求解非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程和标准k-ε湍流模型,流体体积(VOF)模型捕捉水气交界面,整体动网格技术处理平板与水面的相对运动。在二维楔形体入水冲击的算例验证基础上,详细研究平板高速着水引起流体喷溅、射流、空气垫等现象和平板底面压力变化历程,结果表明:空气垫现象明显,俯仰角4°平板下表面出现规律的空气泡,10°时则不存在;平板下表面的水体沿壁面运动,当俯仰角为10°时,壁面水体的运动速度显著增加;在大俯仰角的情况下明显出现负压区。     

纳米Fe2O3的制备及其对AP热分解的催化作用

采用溶胶-凝胶法、水热法及强迫水解法,制备了球形、立方形、纺缍形及针形四种不同形貌的纳米Fe2O3粒子.通过透射电子显微镜(TEM)、X衍射(XRD)、比表面积(BET)对纳米粒子的粒径、形貌、结构、比表面积进行了表征,用差示扫描量热仪(DSC)研究了Fe2O3对高氯酸铵(AP)热分解的催化性能.结果表明纳米Fe2O3对AP的高温热分解催化作用较微米的效果好.不同形貌的纳米Fe2O3粒子有着各自不同的比表面积,比表面积较大的纳米纺缍形和针形Fe2O3较比表面积较小的纳米立方形和球形的催化效果好.比表面积最大的纳米针形Fe2O3使AP的高温热分解峰温度降低了67.3℃,表观分解放热提高了785J·g-1,表现出较好的催化性能.