高速航行体齐射出水过程的空化与运动特性研究

基于求解N-S方程的VOF方法,引入Schnerr-Sauer空化模型、SST k-ω湍流模型和6DOF刚体运动模型,通过重叠网格技术建立两发射弹齐射出水的数值计算模型,并进行了数值方法的有效性验证。研究了不同发射无量纲时差下射弹齐射出水过程的超空泡演化特性、射弹的弹道轨迹、偏转角变化和减阻性能,分析了超空泡流场的干扰机理。研究结果表明：同步发射出水时,射弹超空泡内侧扩张受到抑制,在出水阶段超空泡发生了非对称性溃灭;两射弹的弹道稳定性较差,其偏转角的最大值达到了3.1°;对于异步发射出水,首发射弹超空泡前沿轮廓基本对称,而次发射弹超空泡前沿轮廓内侧壁面发生膨胀,失去了对称性,随着发射时差的增大,次发射弹超空泡内侧前沿轮廓曲率变小。首发射弹在出水过程中能维持良好的弹道稳定性,次发射弹在压差作用下向内侧偏转,运动轨迹也向内侧偏移,运动过程中次发射弹的最大无量纲水平位移和最大偏转角随发射时差的增大而减小。相比异步发射出水,同步发射条件下射弹的无量纲竖直速度衰减略快。     

基于数值模拟的飞机近场尾涡特征参数计算

尾流间隔是飞机起降和飞行过程的安全保障。近场尾涡特征参数是尾涡远场演变和消散研究的基础,是缩减尾流间隔以提升机场及空域容量的理论依据。采用雷诺平均法数值模拟A320飞机尾涡的近场演化过程,对近场尾涡特征参数的计算方法进行了研究。结果表明：与Hallock-Burnham模型相比,Lamb-Oseen模型能更准确地描述近场尾涡速度分布;采用平均椭圆法计算的近场尾涡涡核半径比采用传统方法计算的精度更高;数值模拟中,A320机型更适合采用3～12 m的平均环量值来描述近场尾涡强度。     

典型光学窗口流场的气动光学效应数值模拟

采用延迟脱体涡模拟方法计算共形光学窗口转塔和平面光学窗口转塔的绕流流场,并根据绕流流场定量分析在转角0°、90°和180°下两种光学窗口的气动光学效应和远场衍射结果。采用Zernike多项式拟合波前,并结合自适应光学分析两种光学窗口所发射光线的传输性能。结果表明：在无自适应光学矫正下,平面光学窗口在0°和180°转角下的光线传输性能优于共形光学窗口,90°则相反;在自适应光学矫正平移、倾斜、离焦和像散等低阶项时,共形光学窗口在90°和180°转角下其光线传输性能都优于平面光学窗口;而在0°转角下,两种光学窗口的光线传输性能相近。随着转角的增大,两种光学窗口气动光学效应中的高阶项不断减小。值得注意的是,近场畸变的光线在远场衍射后的光强峰值可能会大于未畸变光线远场衍射的光强,且其光强峰值位置会严重偏移。     

双S弯喷管流动特性及红外辐射特性分析

基于分区控制技术,发展了型面易控的双S弯喷管型面设计方法,用CFD数值模拟技术,对双S弯喷管的流动特性进行了数值模拟.采用信息通道界面(MPI)并行算法编写了基于离散传递法的红外辐射特性计算程序,对双S弯喷管红外辐射特性进行了计算,并与具有相同进出口面积的轴对称收缩喷管的红外辐射特性进行了对比.研究表明:双S弯喷管宽边探测面红外辐射强度低于窄边探测面红外辐射强度,最大幅度为80%;与轴对称收缩喷管相比,双S弯喷管红外辐射强度明显降低,尤其在宽边探测面的30°~40°探测方向上,比轴对称收缩喷管的红外辐射强度低大约30%.      

进气温度对航空发动机燃烧室辐射换热的影响

为了解燃烧室内火焰辐射换热特性,建立了某型航空发动机燃烧室计算模型,利用数值模拟方法,研究了不同进气温度下燃烧室内燃气温度、碳黑粒子生成及分布变化对燃烧室辐射热流量和火焰筒壁温的影响。研究结果表明：随着进气温度的升高,燃气温度升高,碳黑粒子质量分数增大,且高温区和碳黑粒子生成区均往前移;火焰筒壁温急剧升高,高温区集中在燃烧室中间段和掺混段,主燃区火焰筒壁温相对较低;辐射热流量不断增加,由3245 W增加到8674 W,辐射热流量主要受燃气辐射特性影响     

Computational aerodynamic analysis on perimeter reinforced （PR）-compliant wing

Abstract Implementing the morphing technique on a micro air vehicle （MAV） wing is a very chal- lenging task, due to the MAWs wing size limitation and the complex morphing mechanism. As a result, understanding aerodynamic characteristics and flow configurations, subject to wing structure deformation of a morphing wing MAV has remained obstructed. Thus, this paper presents the investigation of structural deformation, aerodynamics performance and flow formation on a pro- posed twist morphing MAV wing design named perimeter reinforced （PR）-compliant wing. The numerical simulation of two-way fluid structure interaction （FSI） investigation consist of a quasi- static aeroelastic structural analysis coupled with 3D incompressible Reynolds-averaged Navier- Stokes and shear-stress-transport （RANS-SST） solver utilized throughout this study. Verification of numerical method on a rigid rectangular wing achieves a good correlation with available exper- imental results. A comparative aeroelastic study between PR-compliant to PR and rigid wing per- formance is organized to elucidate the morphing wing performances. Structural deformation results show that PR-compliant wing is able to alter the wing＇s geometric twist characteristic, which has directly influenced both the overall aerodynamic performance and flow structure behavior. Despite the superior lift performance result, PR-compliant wing also suffers from massive drag penalty, which has consequently affected the wing efficiency in general. Based on vortices investigation, the results reveal the connection between these aerodynamic performances with vortices formation on PR-comoliant wing.     

具有无源控制空腔时正激波/湍流附面层干扰的数值模拟

采用雷诺平均N-S方程和B/L代数湍流模型计算了具有无源控制空腔时正激波/湍流附面层干扰流场。计算与实验结果的比较表明,本文方法可较准确地预测激波结构、激波与附面层干扰区流动基本特征及波后流动分离状态、激波位置、波前马赫数等参数。      

高压压气机转子叶尖组合磨削加工工艺分析

本文介绍了某型高压压气机转子叶关加工工艺。主要阐述了在国内尚无高速磨床的情况下,用静态加工方法,满足设计需要所采取的主要工艺技术的措施。经装配试车,取得了满意的效果。     

板料气压成形过程的数值模拟和压力优化设计

介绍了采用刚－粘塑性有限元技术模拟板料气压成形过程,提出在数值模拟预测成形过程的基础上优化设计压力载荷的方法,利用此法求出的Ｐ－ｔ曲线可供生产实际采用。文末还给出了模拟圆盘件经正反吹成形过程的实例。     

台阶后紊流场的大涡模拟

用大涡模拟法对台阶后复杂的紊流场进行了数值研究。用有限体积法求解滤波N－S方程,亚格子紊流模型采用结构模型。数值计算中,对流项,扩散项和时间分别采用三阶SHARP中式,二阶中心差分格式和三阶Runge-Kutta格式,给出了台阶后紊流场的时间统计特性,瞬时特性和紊流强度分布,并与试验结果进行了比较。