基于多尺度方法的平动圆柱贮箱航天器刚——液耦合动力学研究

以充液航天器为工程背景,借助多尺度方法研究刚--液耦合动力学系统非线性动力学特性.利用多维模态方法,将描述横向外激励下圆柱贮箱中液体非线性晃动的自由边界问题转换为液体模态系数相互耦合的有限维非线性常微分方程组.推导液体晃动产生的作用于贮箱壁的晃动力和晃动力矩的解析表达式,进而建立航天器刚体部分平动和液体晃动耦合的非线性动力学方程组.应用多尺度方法对刚--液耦合系统的动力学特性进行解析分析,通过固有频率的特征方程求解耦合系统固有频率,推导外激励频率接近耦合系统第一阶固有频率时液体晃动稳态解的幅值频率响应方程.结合数值方法,研究了液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线和激励--幅值响应曲线.结果表明, 随充液比变化,液体晃动稳态解的幅值频率响应曲线会发生软、硬弹簧特性转换现象和"跳跃"现象;幅值频率响应曲线的软、硬弹簧特性转换点受重力加速度和弹簧刚度系数影响;以上所得研究结果表明,考虑非线性效应时的刚--液耦合系统动力学特性与传统的线性系统模型所显示的动力学特性具有本质区别.本文的研究工作对进一步分析充液航天器刚--液耦合非线性动力学特性具有重要参考价值.      

增强型喷射器对爆轰波DDT过程的影响

在激波、火焰及射流同时存在的流场中,组织燃烧转爆轰过程是脉冲爆震发动机实现点火、起爆的关键问题。设计一类喷射器,采用C_2H_2/O_2/Ar反应,数值验证了该喷射器能增强爆震室燃料燃烧转爆轰的可行性,并讨论了流场中热点的点火机制。结果显示:该装置在流场中可激发不稳定性,产生漩涡,加速能量、质量的交换。流场产生热点,促进火焰速度加快,追赶前导激波。喷射器位置影响前导激波的运动速度。在一定范围内,前导激波速度越大,碰撞产生的热点越容易激发燃烧转爆轰过程。     

破片撞击起爆柱面带壳装药的临界速度修正判据

为获得适用于柱面带壳装药的冲击起爆修正判据,以Picatinny工程判据为基础加入修正项进行修正。采用AUTODYN-3D软件对破片撞击柱面带钢壳的B炸药进行数值计算,获得了破片入射角、装药曲率半径对炸药临界起爆速度的影响规律;通过拟合得到修正项表达式,建立了考虑破片入射角、柱壳装药形状函数的炸药起爆临界速度修正判据。判据计算值与实验数据和数值计算值吻合较好,该判据能较好的预测柱形带壳装药的冲击起爆条件。     

基于多尺度特征应变均匀化计算HCP多晶体塑性

结合基于位错密度的晶体塑性模型与特征应变均匀化方法来分析HCP晶体结构材料的力学行为,拟开发一种计算模型用于有效捕捉以及预测微观与结构尺度的裂纹产生。首先,与传统的晶体塑性有限元相比,该多尺度模型可以提高计算效率并同时保持微观尺度的捕捉精度。其次,将模型与试验结果的差值为优化目标,在满足物理学定义的条件下得到合理的材料参数。最终,结构尺度的模拟显示该模型可以获取在结构尺度与微观晶粒尺度的潜在裂纹生长区域。     

依托解吸-深度水解装置实现尿素废水零排放

采用解吸-深度水解技术,处理尿素工艺冷凝液、一甲泵密封水及合成塔和一甲泵冲洗水,回收废水中的氨和尿素,同时将冷凝液进行回收用作脱盐水的补充水,实现尿素废水零排放,具有较好的环境效益和经济效益和社会效益。     

基于CFD的洁净手术室速度场的数值模拟

合理的气流组织是医院洁净手术室空调系统设计的重要内容。文章以RNGK-ε湍流双方程模型为基础,采用CFD技术,建立了相应的物理和数学模型,对上送——相对单侧墙底部回风洁净手术室内速度场进行了数值模拟,得到了洁净手术室内工作面三维速度场与二维流场的分布。     

冷凝室喷淋布置对脱硫湿烟气冷凝过程影响的数值模拟

为获取冷凝室的优化设计参数,基于Fluent软件,采用欧拉-拉格朗日方法,构建三维稳态模型,将优化设计后的冷凝室作为计算对象,充分考虑气液两相之间的动量、质量、能量交换,系统分析冷凝室中喷嘴密度、喷淋层间布置、冷凝室高度对传热传质的影响规律.研究结果表明:在直径为1m的冷凝室内喷嘴的布置存在最佳密度,每层喷嘴最佳密度为...     

考虑踏板速度的驾驶员制动强度识别研究

针对紧急制动时驾驶员制动强度识别精度较差的问题,提出了考虑驾驶员不同制动意图的踏板速度计算方法及对应的驾驶员制动强度识别方法.选取踏板压力变化率、车轮减速度和踏板位移作为识别参数,利用模糊控制算法对驾驶员制动意图进行预识别.根据驾驶员制动意图,设置踏板位移采样周期并计算不同制动意图下的踏板速度,选取踏板位移、踏板速度作...     

严重事故条件下压力容器外部临界热流密度计算

先进压水堆发生堆芯熔毁事故时,成功实施熔融物堆内滞留(IVR)的关键在于压力容器外壁的热流密度小于当地的临界热流密度(CHF).为对压力容器下封头的CHF进行预测,本文结合液膜蒸干和水动力不稳定特性,建立了考虑加热壁面热量传递的CHF理论模型,并用已有的试验数据与模型计算结果进行比较分析.结果表明,新模型与实验结果符合...     

铝箔碎屑收集负压管仿真优化设计

针对铝箔剪切机的碎屑收集问题,该文研究基于计算流体力学(CFD)使用负压管收集方法。在分析流场压力-速度耦合分布特征的基础上,探讨了不同管路结构对双支管吸力的影响规律,并给出管路优化设计建议。仿真结果表明：设置2个挡板时,第2个支管可形成有效负压及吸力,但在第1个支管附近会形成较大的低速回流区,气流流出支管;当2个支管共用1个出口时,2个支管均可产生负压及吸力,但支管与出口距离不一致时会导致支管速度差异达72.17%;优化后的等距型管路结构的支管速度差异降低至约2%,可在支管口形成均匀吸力,满足工业需求;随着挡板高度增加,支管口速度值、支管口速度差异分别呈现增大、减小趋势;支管与主管倒角设置对气流有良好的导向作用,支管速度可提高约9.64%。