氧乙炔焰喷焊挺杆抗点蚀性能的试验研究

作者以45号钢为基材,对其施行表面喷焊覆层强化处理的工艺,试验研究了氧乙炔焰喷焊斯太尔挺杆与国产斯太尔凸轮配副的抗点蚀性能。结果表明,在相同工况下,氧乙炔焰喷焊挺杆的优点蚀寿命比212堆焊合金铸铁挺杆的长一倍,比按国外原图纸工艺要求试制的20Cr气体软氮化斯太尔挺杆的长4培。文章还就喷焊挺杆的点蚀失效机理、挺杆表面喷焊覆层的抗点蚀性能和喷焊工艺对挺杆抗点蚀性能的影响等进行了比较系统而深入的分析和讨论,指出这种喷焊上艺可以应用于斯太尔挺杆的国产化批量生产。     

泵喷推进器水动力及流场特性研究综述

泵喷推进器(简称泵喷)是一种多部件组合式水动力推进装置, 由导管及导管内的旋转叶栅(转子)和静止叶栅(定子)组成, 具有高临界航速、重载、高效率和低辐射噪声等特点, 最早于20世纪中叶在国外出现, 初期主要用于鱼雷推进, 后拓展到潜艇推进, 目前国外潜艇、高速鱼雷普遍采用泵喷推进, 国内外泵喷的研究和应用存在巨大差异. 近年来, 因国外技术封锁、潜艇装备发展需求和拓展泵喷应用等, 泵喷推进技术成为水下装备领域的研究热点. 泵喷各部件间流场相互作用复杂、与航行体耦合程度高, 其应用和推广需要对其水动力和流场特性的深入认识. 本文介绍了泵喷的基本构成和特点, 按方向和目的总结了泵喷的水动力和流场特性研究现状. 从水动力特性的角度, 介绍了泵喷推进器的推进特性、预报方法和水动力变化规律. 从流场特性角度, 介绍了间隙流场、转-定子干扰流场和尾流场等. 分析并总结了泵喷水动力和流场特性的研究以及实际应用中所面临的主要挑战, 提出对未来研究的展望.      

考虑声辐射特性的结构优化设计

传统的结构动力优化设计没有考虑声辐射特性,而随着人们对环境舒适度要求的提高,降低声辐射水平成为人们越来越关心的问题。本文首先给出了用有限元方法计算结构动力响应,边界元法计算结构声辐射特性的方程,在此基础上重点建立了结构声辐射优化设计模型,同时用序列二次规划算法进行了优化求解。在JIFEX软件中实现了上述理论和算法,并通过优化设计的数值算例,进一步说明了本文的研究方法能够有效的降低结构声辐射水平。     

船舶水润滑尾轴承当量半径等效计算及其摩擦学性能研究

水润滑尾轴承摩擦磨损性能是影响船舶工作性能的主要因素之一,合理预测水润滑尾轴承工作过程中的摩擦系数对其性能评估具有重要意义.目前对于水润滑尾轴承摩擦系数的理论计算公式已经存在.但由于销盘试验下无法有效获取当量半径,公式在销盘试验条件下的实用性不佳.对此在总结了边界润滑条件下,水润滑尾轴承摩擦机理的基础上,通过在CBZ-1销盘试验机上进行大量试验来进行当量半径等效参数计算公式的总结与摩擦系数经验公式的验证.研究结果表明:(a)在使用理论摩擦系数计算公式的前提下,当量半径等效参数公式拟合合理,具备较高准确性;(b)试验材料的理论摩擦系数与实际摩擦系数误差较小,为同类型试验摩擦性能研究提供了理论与试验基础;(c)水润滑尾轴承材料在工作过程中的摩擦力来源主要分为滞后摩擦力、犁沟摩擦力以及黏着摩擦力.当其处于边界润滑状态下时,滞后摩擦力为主要的摩擦力来源.该研究为水润滑尾轴承的等效当量半径在销盘试验条件下的应用提供了试验基础.     

高超声速非平衡流动-辐射特性数值模拟研究

飞行器高超声速飞行过程中所承受对流加热和辐射加热可能具有相当的量级,因此合理准确预测气动加热需要将二者进行综合考虑.文章发展了具有非玻尔兹曼电子能级分布和振动能级分布的高温空气碰撞辐射模型,并耦合一维激波后流动方程计算不同飞行条件下激波后的非平衡流动特性,采用逐线辐射输运模型计算获得激波后非平衡辐射特性、辐射强度和辐射输运通量,深入比较分析了不同飞行高度和马赫数对非平衡流动和辐射输运过程的影响.计算结果表明对于高空高马赫飞行条件,其波后流动存在显著的热力学非平衡、化学非平衡和能级非平衡特征,在近激波区域高振动能级和原子高束缚电子激发态明显低于玻尔兹曼分布.在高空高马赫条件下真空紫外辐射占据主导地位,主要是由高能原子束缚-束缚跃迁造成的.随着高度和马赫数的下降,激波层内气体解离和电离程度降低,原子辐射贡献下降,分子辐射贡献增加,导致红外、可见光和紫外波段的辐射输运增强,真空紫外辐射输运过程减弱.     

热喷干扰气体模型对飞行器气动特性影响分析

针对不同气体模型对高超声速飞行器喷流反作用控制系统(RCS)热喷干扰流场模拟的计算效率和准确性问题, 基于喷流燃气物理化学模型, 通过数值求解含化学反应源项的三维N-S方程, 建立了飞行器RCS热喷干扰流场数值模拟方法, 分别采用化学反应流、反应冻结流、二元异质流以及空气喷流四种气体模型开展了典型外形热喷干扰流场的数值模拟, 研究了不同气体模型对热喷干扰流场结构、飞行器气动力热特性的影响, 分析了不同马赫数、飞行高度下的变化规律. 研究表明: 化学反应流模型计算精度较高, 计算与风洞试验数据的吻合程度优于其他三种简化模型; 在本文的低空条件下, 采用简化模型进行热喷干扰流场数值模拟, 会低估分离区大小, 使飞行器气动力特性预测出现偏差, 同时也会低估表面热环境, 对防热系统设计不利, 随着马赫数增加, 简化模型对气动力热特性预估的误差进一步增大, 同时不同简化模型之间的差异也进一步增大; 飞行高度较高时, 模型之间的差异减小, 此时可采用简化模型进行计算以提高计算效率. 本文的研究结果可为飞行器热喷干扰流场数值模拟及喷流反作用控制系统设计提供参考.      

扩张尾裙对跨介质航行器高速入水转平弹道特性影响

扩张尾裙是影响跨介质航行器高速入水转平弹道及其稳定性的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术,建立了跨介质超空泡航行器高速入水多相流场弹道耦合计算方法,并通过试验验证了计算方法的准确性和适用性.通过对跨介质航行器高速入水转平过程进行数值模拟研究,获得尾裙外形对航行器入水转平过程中空泡发展形态、流体动力特性与弹道特性的影响,并分析尾裙扩张角度对高速入水转平弹道的影响规律.结果表明:不同预置舵角下的无尾裙外形航行器在入水转平过程中,攻角持续增大,最终导致弹道发散,带尾裙外形航行器在入水后尾裙沾湿形成了恢复力矩,获得了稳定的入水转平弹道;设计的1.5°, 6°, 8°尾裙角度的航行器形成了稳定滑水、单侧尾拍以及双侧尾拍3种弹道特征,且均能实现稳定高速入水转平弹道;稳定滑水弹道原理为预置舵角与尾裙滑水耦合作用下达到的动态平衡,该弹道综合阻力系数最小,转弯效率最高,动载荷最小,是跨介质航行器高速入水的理想弹道转平形式.     

新型等离子体激励器对翼型的减阻效果

论述了在西北工业大学低湍流度风洞中采用新型等离子激励器对NACA0015翼型的减阻实验.实验风速为35m/s,攻角范围取0°~20°.并参照压力分布和总压分布实验结果对减阻效果进行了对比分析.本文还进行了有关等离子体激励抑制翼型流动分离的数值模拟研究,基于等离子体激励器的简化模型将体积力以源项方式引入到N-S方程中求解,得到激励器工作时的流场分布.结果表明在新型等离子体激励器开启后:在小攻角范围内,尾耙的总压分布曲线与坐标轴的纵轴(尾耙高度轴)所围面积变化不大;当攻角≥12°时,尾耙的总压分布曲线与坐标轴的纵轴(尾耙高度轴)所围面积明显减小.从而说明该新型等离子体激励器能够有效地减少翼型的阻力.     

镍基碳化钨自熔合金喷焊层与硼化物层磨损特性的对比研究

采用ＭＭ－２００型磨损试验机对火焰喷焊质量分数为３５％的ＷＣ自熔合金喷焊层和由Ｆｅ２Ｂ所组成的硼化物层在油润滑和干摩擦条件下的磨粒磨损，粘着磨损特性进行了对比试验研究。结果表明，镍基ＷＣ合金喷层具有硬质弥散相可均匀分布于高强韧性镍基固溶体的组织结构中，因而比硼化物层有较高的抗磨粒磨损和抗粘着磨损性能。     

利用声波干涉抑制旋转式压缩机的辐射噪声

压缩机是制冷设备的主要噪声源之一,其辐射噪声的抑制很有必要.理论分析了两列声波在自由场和管道中传播特性,证实了在管道中的两列声波能够产生有效干涉从而降低声压幅值.将压缩机储液器内的双管吸气改为了单吸气,数值分析表明了改进后壳体辐射噪声得到了明显抑制.声学实验验证了数值计算结果和理论分析,单吸气压缩机总声压级降低了约1.2dB(A).     

三维气泡羽流建立区流动形态的观察

本文对三维气泡羽流(Bubble plume)建立区流动形态进行了实验研究,给出实验参数的确定、实验方法与装置以及所取得的结果。     

Comparison of non‐reflective boundary conditions for a free‐rising turbulent axisymmetric plume

The stability and accuracy of radiation type non‐reflective outflow boundary conditions, as well as the standard Neumann boundary condition with zero normal derivative, have been compared for the numerical simulation of a turbulent axisymmetric plume with Reynolds number of 7700 and Prandtl number of 0.71. Comparison of the performance of the boundary conditions with respect to each other, and to the results obtained for an extended domain, shows that a one‐dimensional scheme in which advection and diffusion terms are included in the radiation equation is the optimum approach for the plume simulation. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

中庭建筑天井内火灾烟气运动特性的盐水实验模拟

本文运用盐水实验模拟方法研究了中庭建筑天井内的火灾烟气运动特性,实验模拟了天井内的烟气流态,即烟气羽流和并存的烟气环流,并定性分析了环流产生的机理。通过理论分析和实验结果,推导了天井内的羽流速度和决定环流起始方向的判据。同时,通过研究天井结构和侧室源强对流态的影响,给出了一种估算天井内不出现烟气环流时天井极限高度的方法     

三维气泡羽流的Kobus理论的扩展与评判

本文用已有的一些典型实验数据对三维气泡羽流的Kobus理论进行了全面检验。导出了计算Kobus理论中所包含的全部经验常数的公式,使得Kobus理论的实际应用更加方便。并对Kobus理论进行了评判。     

激光诱导石墨等离子体羽的时／空分辨光谱的测量和分析

本文报告了在不同的ＹＡＧ激光束能流密度下（０．２Ｊ／ｃｍ￣２一３００Ｊ／ｃｍ￣２）产生的石墨等离子体羽的时间和空间分辨光谱的测试结果，并据此分析了羽的形成和发展过程，给出了可能的动力学模型及ＣⅢ，ＣⅡ和Ｃ＿２的速度和粒子数密度的变化情况．     

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.     

Convective Plume Paths in Anisotropic Porous Media

Free convection motions induced by point sources or horizontal line sources of heat are usually assumed to take the form of a vertically orientated plume. In this paper we consider how material anisotropy affects the path of the plume centreline and we show that it is strongly affected by both the anisotropy and the presence of impermeable bounding surfaces. The plume path is a straight line whose angle from the vertical is determined by a balance between the upward buoyancy force, the need for the plume to entrain equal amounts of fluid from the external regions either side of it, and the ease of fluid motion in the direction of the principal axis with the highest permeability.     

The dispersal processes within the tide‐modulated Changjiang River plume,China

The dispersal processes of the tide‐modulated Changjiang River plume, China, are studied by using a three‐dimensional hydrodynamical module of the COHERENS (A COupled Hydrodynamical–Ecological model for REgional and Shelf Seas). The model is driven by the river discharge and the M₂ tidal constituent. Modelled results show: (1) the fresh water, which forms the Changjiang River plume expanding southeastwards, is discharged mostly into the North Channel, the North Passage, and the South Passage; (2) the larger horizontal gradient outside the North Channel and the North Passage forms a strong plume front; (3) the Changjiang River plume is homogeneous vertically, and dispersing gradually within the computational domain, with an averaged propagating rate of 3.38 km/day, while the plume front is surface‐to‐bottom type, and trapped between ?10 and ?18m isobaths; and (4) both the plume length and the plume front intensity vary periodically. The maximum plume length occurs about 2 h after low slack water and the minimum plume length during high slack water. The maximum plume front intensity occurs during high slack water and the minimum plume front intensity during low slack water. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Steam plume length diagram for direct contact condensation of steam injected into water

Direct Contact Condensation (DCC) of steam in water occurs when steam is introduced into water. It is a phenomenon of high importance in many industrial applications. An important feature of the DCC is the length of the steam plume. Correlations for a steam plume length presently available are accurate only for limited conditions. In this paper, a new two-dimensional steam plume length diagram is presented capable of predicting length accurately for a wide range of conditions. The diagram is validated against experiments. Furthermore, corrections necessary to adopt the diagram for steam injection into a water flow are discussed in the paper.     

激光与材料相互作用研究中的气体物理学

强激光辐照材料时,烧蚀蒸气吸收部分或全部激光辐射,成为部分离化等离子体.它的传播称为激光支持的吸收波(LSAW).LSAW屏蔽入射激光,同时发射易被材料表面吸收的短波长辐射.研究这些过程,可用辐射流体力学描述蒸气的运动。为了求解辐射流体力学方程,必须利用气体物理力学方法,算出蒸气的状态方程和不透明度.本文对涉及的一些气体物理力学问题,进行了概略介绍.