加遮挡罩二元喷管红外辐射特性数值研究

采用计算流体动力学/红外辐射数值计算方法,针对涡扇发动机排气系统,研究了宽高比为3.33的圆转矩形二元喷管尾缘加装遮挡罩以及遮挡罩夹层通道注入冷却气流对红外辐射特性的影响.研究参数范围内的结果表明:遮挡罩内引射或强迫注气的冷却气流对喷流有进一步混合的作用,加装遮挡罩后喷流的红外辐射强度相对于单纯的二元喷管有一定幅度的降低;随着冷却气流流量的增大,二元喷管尾缘内壁面的温度降低效果越显著,有效地利用喷管的引射作用,可以取得良好的红外抑制效果;只有在喷管内壁面红外辐射占主导的探测范围内,加装遮挡罩抑制二元喷管红外辐射的作用才能得到体现.      

新型主动液压滤波器的设计与分析

针对目前主动液压滤波器体积大、结构复杂等问题,提出了一种占用空间小、结构简单的新型主动液压滤波器. 采用计算流体动力学在时域内对滤波器所载流体域进行了压力分布计算,分别对三组可控参数激励位移幅值D_m及频率f_m作用下的流体域进行分析,通过比较分析发现,D_m和f_m的选择决定着该液压滤波器性能的优劣,如果二者与原始非定常流幅频特性匹配较好,则该液压滤波器滤波效果良好,反之,会使系统压力脉动变的极不稳定,这与波的干涉原理相互吻合. 算例计算结果表明,当激励频率与初始非定常流频率重合达525 Hz,且激励幅值达0.05 mm时,系统的压力脉动峰峰值可从2.26 MPa降到0.25 MPa,即脉动从±5.38%降至±0.6%,说明了该主动液压滤波器的有效性.     

MHD能量旁路超燃冲压发动机可行性分析

使用准一维模型对磁流体能量旁路超燃冲压发动机MPCE(Magneto-Plasma-Chemical Engine)进行了性能计算.考察了理想和非理想的超燃冲压发动机应用磁流体MHD(magnetohydrodynamics)能量旁路的效果,对于理想的超燃冲压发动机应用MHD反而会使发动机的性能降低;对于非理想的超燃冲压发动机,MHD的作用使发动机的比冲增加.考虑发动机工作的工程限制条件对超燃冲压发动机和MPCE的性能进行了比较,结果表明应用MHD可以扩大超燃冲压发动机的工作范围,在非设计马赫数下提高发动机的性能.计算了负载系数、通道压力系数等重要的设计参数对MPCE性能的影响,结果显示优化参数设置可以使发动机比冲增加,但是同时又会受到工程条件的限制.     

地效翼船复杂流场的计算与分析

应用数值计算方法对含有全部附体地效翼船粘性绕流进行计算分析。根据地效翼船的复杂几何特性,构造网格的特有的分块形式,采用标准k-ε湍流模型计算了XTW 4地效翼船巡航状态空气绕流流场,同时将计算得到的结果与实验值进行对比,吻合较好。     

空间碎片超高速碰撞问题的SPH方法模拟

采用Tillotson物态方程和Steinberg-Cochran-Guinan(SCG)本构模型,利用光滑粒子流体动力学方法对铝质球形弹丸和柱状弹丸超高速撞击薄铝靶作了数值模拟.对于球形弹丸,通过对比实验结果和计算结果,二者吻合得较好,表明SPH方法能很好地模拟弹丸超高速碰撞问题及碎片云的形成过程.不同长径比的柱状弹丸45o斜碰撞碎片云前端均有一个近似锥形的突出,随着碰撞倾角的增大,突出的锥形前端逐渐消失,喷射角迅速增大,当碰撞倾角达到75o时绝大部分弹丸质量发生了跳弹.比较三种弹丸,长径比大的弹丸对靶板的破坏能力更强.     

高超声速进气道边界层强制转捩试验

在FL-31高超声速风洞分别开展了进气道的自然转捩和强制转捩风洞试验,试验Ma数为5、6和7,迎角为1°.通过红外热图得到了壁面的热流分布,从中得到了转捩区域.强制转捩装置为钻石型涡流发生器.随着涡流发生器高度的增加,强制转捩区域逐渐前移,得到了涡流发生器的有效高度,实现了强制转捩的目的.     

用有限解析法解N—S方程

本文介绍有限解析法的一种新构想,并将本方法用于求解不可压缩粘性流体流动的N-S方程,采用贴体坐标,雷诺数达1000,计算结果表明本方法是有效的。正确的。     

Analysis on capabilities of density-based solvers within OpenFOAM to distinguish aerothermal variables in difusion boundary layer

Open source feld operation and manipulation（OpenFOAM）is one of the most prevalent open source computational fluid dynamics（CFD）software.It is very convenient for researchers to develop their own codes based on the class library toolbox within OpenFOAM.In recent years,several density-based solvers within OpenFOAM for supersonic/hypersonic compressible flow are coming up.Although the capabilities of these solvers to capture shock wave have already been verifed by some researchers,these solvers still need to be validated comprehensively as commercial CFD software.In boundary layer where diffusion is the dominant transportation manner,the convective discrete schemes＇capability to capture aerothermal variables,such as temperature and heat flux,is different from each other due to their own numerical dissipative characteristics and from viewpoint of this capability,these compressible solvers within OpenFOAM can be validated further.In this paper,frstly,the organizational architecture of density-based solvers within OpenFOAM is analyzed.Then,from the viewpoint of the capability to capture aerothermal variables,the numerical results of several typical geometrical felds predicted by these solvers are compared with both the outcome obtained from the commercial software Fastran and the experimental data.During the computing process,the Roe,AUSM＋（Advection Upstream Splitting Method）,and HLLC（Harten-Lax-van Leer-Contact）convective discrete schemes of which the spatial accuracy is 1st and 2nd order are utilized,respectively.The compared results show that the aerothermal variables are in agreement with results generated by Fastran and the experimental data even if the1st order spatial precision is implemented.Overall,the accuracy of these density-based solvers can meet the requirement of engineering and scientifc problems to capture aerothermal variables in diffusion boundary layer.     

21世纪的飞机设计：设计方法（要求的）内涵

本文介绍了对我们进入21世纪时整个航空工业，特别是军用飞机工业所面临的种种挑战的展望。支配20世纪飞机发展的“更高、更快、更远”的原则已经又加上了“可负担得起”这一条。国防工业部门和美国国防部已接受了几项倡仪，解决经济上可负担性问题。这些重要倡仪中的一部分，例如简捷飞机方案和基于模拟的采办，强调创造一种在未来几年中飞机设计将必须实现的环境。这些倡仪的主要目标是减少寿命期费用，同时保持技术优势。由于飞机设计对寿命期费用的影响特别大，传统的设计作法正在经历重大变化。产品和工艺综合开发方案推动着这种变化。新的设计作法就支持它们所需的方法而言有着丰富的内涵。为了能以可负担得起的费用设计高质量飞机，这些设计方法的效能需要有显著提高。本文从计算流体动力学角度深入探讨一些相关的问题。