单兵火箭发射筒管内非定常流场数值模拟

由于火箭发动机的运动,使得发射筒内的火箭燃气流场具有运动边界.通过求解二维轴对称N-S方程,对某单兵火箭筒发射筒管内的非稳态流场进行了数值模拟,湍流模型采用带旋流修正的κ-ε模型(Realizab leκ-ε模型),得到了发射筒内的流场分布.     

基于有限元法的流体与结构的耦合研究

对有限元法离散流固耦合方程进行了简要的介绍,给出了粘性流体与弹性结构的全耦合模型。流体采用k-ε湍流模型进行了有限元计算,采用ALE描述实现固体Lagrangian描述到流体Eulerian描述的过渡,使大变形带来的流体域网格畸变得以避免。对流固耦合方程,采用流固全耦合的迭代算法进行了迭代求解,最后模拟了高雷诺数下湍流流动中冲击致使涡轮结构旋转的过程。计算结果表明,流固耦合的算法是可靠的。     

水下火箭发动机喷管出口压强研究

根据固体发动机推力最大原则，并结合水下航行体外弹道运动方程，发动机内弹道推力方程等进行联合求解，得到了不同使用环境条件下的发动机最佳出口压强，为水下火箭发动机扩张比参数ελ的设计提供了一种理论计算方法。     

基于浸没光滑有限元法的双圆柱体运动问题研究

本文采用浸没光滑有限元方法对二维流域内双圆柱体运动时的干扰问题进行研究.通过引入虚拟流体假设将流固耦合控制方程进行分解,采用新型光滑有限元方法离散固体运动方程,并用半隐式特征线分裂方法(CBS)求解不可压缩粘性流体N-S方程,流固相互作用力通过虚拟流体域进行计算.结果表明该方法能很好地模拟双体运动干扰作用及引起流场特性的变化.     

旋转燃烧室特种喷嘴的燃料出口速度建模与仿真计算

为了解决高温高压燃气的泄漏问题以及提高燃料的燃烧效率,某水下航行体采用了燃烧室与发动机一起旋转的设计方案,并设计了中心锥阀截面可调式离心喷嘴。由于阿勃拉莫维奇理论在研究本问题上的局限性,本文从燃烧室的旋转以及喷嘴的特殊结构这两个特点出发,运用相对运动的伯努力方程、连续性方程、动量矩方程、喷嘴结构方程建立了喷嘴燃料的出口速度模型,并对此水下航行体在两种不同速制下的情况进行了计算;同时,对喷嘴中心锥阀截面的环形间隙进行了计算。以上计算结果为仿真计算旋转燃烧室温度场、压力场、速度场等流场及燃料雾化后的液滴尺寸分布、空间分布、运动轨迹提供了初始条件。     

计算流体力学常用数值方法简介

任何流体运动的动力学特征都是由质量守恒、动量守恒和能量守恒定律所确定的，这些基本定律可以由流体流动的控制方程组来描述。利用数值方法通过计算机求解描述流体运动的控制方程，揭示流体运动的物理规律，研究流体运动的时一空物理特征，这样的学科称为计算流体力学。     

三维RANS方程求解斜航船体粘性绕流

本文在三维船体贴体坐标系下，运用有限解析解法控制方程进行离散，采用压力与速度耦合的改进的SIMPLER计算方法结合标准的k-ε方程湍流模式，数值求解三维RANS方程，对作斜航运动的Wigley船体的粘性绕流场进行了计算，并与他人结果进行了比较，验证了理论计算方法和数值离散技术的可行性和有效性。     

舰载垂直发射导弹固体火箭发动机火灾热安全性研究

为有效保存舰艇的生命力和战斗力,研究了一种舰载垂直发射导弹固体火箭发动机火灾热安全性分析一维理论模型.通过数值计算得到了温度分布曲线和发动机中固体推进剂装药的着火延迟时间,给出了火灾温升速率和最高温度对固体火箭发动机中推进剂装药着火延迟时间有很大影响等重要结论.结果为相关工程设计和决策制定提供了理论依据.     

基于虚拟流体方法数值模拟作用在水-弹性固体界面的强激波

文章对强激波与水—弹性固体界面的相互作用进行了数值模拟。基于欧拉方程和弹性动力学方程推导了一个用于处理流固界面的近似黎曼关系。耦合流体区域的欧拉网格和固体区域的拉格郎日网格,用水平集方法追踪流固界面的位置。并分别用五阶WENO和双特征线格式离散流体控制方程和固体控制方程及捕捉强激波在流体和固体中的传播。流固界面附近的网格节点用虚拟流体方法求解。文中还将数值结果和强激波作用在水—固壁界面,水—可压缩固体界面得到的结果进行了对比分析及验证。数值模拟结果也表明了推导的近似黎曼关系和虚拟流体方法可很好地适用于水—弹性固体耦合问题。     

导弹舱室固体火箭发动机意外点火的喷雾降温数值模拟

为防止舰船导弹舱室内固体火箭发动机发生意外点火,避免出现火灾事故,对导弹舱室内固体火箭发动机意外点火的燃气流场进行数值模拟,并基于组分输运和DPM离散相喷雾模型对导弹舱室内的喷雾降温效率进行耦合计算。然后,通过改变喷嘴组合位置、喷嘴数量、喷雾强度、雾锥角和水温研究相关因素对导弹舱室喷雾降温效率的影响。结果显示：在喷雾降温作用下,导弹舱室内的温度快速下降,温度在3s内可下降至400K以下。但是,射流冲击区的降温却不理想,且导弹舱室的底板还需要特殊的热防护措施。同时,考虑到火源的随机性,喷嘴应尽可能均匀布置,数量不宜过少且雾锥角应较大,以提高降温效率。然而,当喷雾强度增大至一定程度后,若再继续增大,降温效率的提高却不明显。研究表明,采用所提喷雾降温数值模拟方法对导弹舱室内固体火箭发动机的意外点火情况进行降温和防控均有效可行。