埋入式冲压空气进气口性能及影响因素研究

随着高性能航空电子设备在飞机上的大量应用,冷却空气需求量的不断增加,亟需发展高效节能的民机冲压空气系统。针对某飞机NACA型进气口,建立其物理模型并基于k-ω SST湍流模型开展其内外流场的耦合特性分析,研究了NACA埋入式进气口的进气机理。在此基础上,提出了采用反映进气口气流能量损失的关键性指标冲压效率及进气质量流量作为进气口性能的评价方法,并分析了飞行参数如马赫数、攻角和侧滑角对NACA埋入式进气口性能的影响。研究结果表明：马赫数从0.5增加到0.9时,冲压效率增加了9.26%,质量流量增加3.82 kg/s;攻角从0°增加到5°时,冲压效率增加了7.35%,质量流量增加0.38 kg/s;侧滑角从0°增加到4°,冲压效率降低6%,而质量流量呈先增大后减小的趋势。研究结果为我国大型民用飞机的自主研制提供一定的理论依据。     

船舶振动声学优化设计中设备运动激励的等效反演力方法

当设备振动载荷以运动激励形式给出时,常采用大质量法或直接加速度法进行结构动力响应分析。但基于这两种方法的动力学模型无法用于船舶振动模态分析以及振动声学优化设计迭代过程中的动力学重分析。本文基于动力设备内源激振力的不变性,提出等效反演力法,将设备运动激励转换为设备等效内源力载荷,用于船舶水下辐射噪声的预报以及结构声学优化设计。以某舱段为例,对比分析了不同加载方法对应的动力学模型的固有频率与水下辐射噪声声功率,实测水声声功率为92.33 dB,基于等效反演力法输入的水声声功率数值计算结果为93.84 dB,两者相差1.51 dB。研究表明,等效反演力法是在振源设备载荷以运动激励给定时计算水下辐射噪声并用于声学优化设计的优选方法。     

南海台风参数模型和台风浪后报模型的应用研究

台风风场和台风浪数值后报能够有效弥补现场观测资料的不足,对南海海域的海洋经济健康发展具有重要的保障作用.针对不同台风参数模型和全谱海浪模型的联合应用,编制了包括5个台风参数模型的数值模拟程序,以南海海域的台风Ellen(1983)和Dujuan(2003)作为案例,并联合应用2个第3代全谱海浪模型,完成了台风风场、气压场和台风浪场的数值后报.通过分析不同台风参数模型和全谱海浪模型组合应用的后报结果,并与实测数据进行对比,得出了Jelesnianski风场参数模型结合第3代全谱海浪模型WW3比较适用于南海海域台风浪后报.     

油船货舱结构拓扑优化工程应用

基于双向渐进结构优化方法,采用自编程的形式,结合成熟的有限元计算处理程序,对某型油船货舱船体横向强框架和水平桁进行了拓扑优化设计;并提出一套适用于复杂船体结构拓扑优化设计流程,包括船体结构的拓扑优化基结构合理选取以及多工况下油船货舱结构拓扑优化的加权系数的选取方式等。最终提取得到了合理且原创的拓扑构型,并将其成功地应用到新船型结构设计之中,使新船型的横向强框相较传统油船重量减轻28.6%,单位长度内货舱区结构的重量减轻5.4%。