半约束多孔射流场的数值模拟

为了研究半约束多孔射流的变化特点,建立了多孔射流的数学物理模型,采用二维粘性CE/SE方法对多孔射流场进行了数值模拟.亚音速氮气流从直径为0.6 mm的多个小孔喷出形成多孔射流.数值模拟结果表明,多孔射流场变化复杂,射流形成初始,小孔下游的主射流2侧存在1对耳状旋涡;伴随射流的发展,耳状旋涡消失,多个相互作用、相互影响的旋涡在流场中产生、传播和消亡,这些旋涡影响着多孔射流场的均匀性和稳定性.     

高速高温射流冲击传热特性的数值模拟

射流冲击传热作为一种有效的强化传热方法,射流冲击参数直接影响其传热效果.本文采用数值模拟方法对高速高温射流冲击的传热特性进行了研究,特别研究了喷嘴与冲击面间距离及喷嘴轴线和冲击面间的夹角对其传热特性的影响规律.研究结果对高速高温射流冲击传热特性的理论研究及工程应用都有非常重要的指导意义.     

一种射流式冷却挡焰板的气动设计与数值分析

[目的]目前,美、俄两国航空母舰的挡焰板均采用海水冷却系统,虽然水冷效果较好,但存在管路复杂、维修和维护不便等问题。因此,[方法]借鉴涡轮叶片气膜冷却的方式,利用气体射流可以带走和隔离发动机高温尾喷流的特点,提出不依赖冷却水的射流冷却式挡焰板方案。对挡焰板上形成冷却气膜的射流槽位置和开孔数进行研究,运用CFD方法对采用不同射流孔方案的挡焰板温度等指标进行计算,并对其冷却效果进行对比分析,以验证该方案的可行性。[结果]结果表明,射流冷却方式可将挡焰板上95%表面核心区的平均温度降至可接受的范围。[结论]该隔热冷却方式效果显著,可有效实现对挡焰板的热防护。所提设计方案和数值分析方法对新型挡焰板方案及冷却方式设计具有一定的借鉴作用。     

船闸输水系统多孔相向紊动射流研究综述*

多孔相向紊动射流是船闸输水过程中一种重要的流动现象,基于国内外大量研究资料,从多孔紊动射流流动特性、多孔紊动射流消能机理、船闸输水系统多孔相向紊动射流等研究方面对多孔相向紊动射流的研究进行了系统的论述和评析,并对船闸输水系统多孔相向紊动射流需进一步研究的课题进行探讨。     

多孔泡沫金属强化相变传热研究进展

综述了近些年来多孔泡沫金属强化相变传热与应用的研究进展,主要分为实验研究和数值模拟研究两个方面.泡沫金属强化相变传热的实验研究进展主要包含池沸腾传热、管内流动沸腾传热、作为吸液芯以及与纳米流体结合强化传热这几个方面,主要分析泡沫金属的孔隙率、孔密度以及厚度等因素对强化传热的影响;数值模拟研究方面主要从泡沫金属的结构表征和数值模拟研究方法进行介绍;最后展望了泡沫金属强化相变传热的研究方向.     

车削加工中射流冷却机理的探讨

射流冷却是一种新的冷却方法,本研究对车削加工中射流冷却进行了实验研究和理论分析。实验表明：该冷却方法具有有较好的冷却效果和绿色功能。在传统加工业和自动化生产的绿色制造中具有广阔的工艺应用前景。     

CE/SE方法在多孔射流场计算中的应用

为了研究多孔射流场的变化特点,建立半约束多孔射流的数学物理模型,应用二维粘性CE/SE方法对其流场进行了数值计算.马赫数等于1的氮气流从8个小孔射出形成复杂的射流场,不考虑湍流等耗散作用.计算结果表明,CE/SE方法能有效地捕捉到多孔射流场中存在的旋涡;多孔射流场变化复杂,相邻两股射流之间存在相互吸附效应.计算结果在CE/SE方法的研究及存在多孔射流的工程应用上具有一定的参考价值.     

内射流对离心泵汽蚀性能和空化流动的影响

基于标准k-ε湍流模型,结合Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对比转速为69的离心泵进行数值模拟,揭示内射流结构对泵内部空化流动的影响机理,比较射流孔径对泵汽蚀性能的影响,分析内射流引起的空化泡形态分布和演变规律.结果表明:射流孔的存在导致泵叶轮流道在进口抽真空状态下更易发生空化,射流孔径越大,对流道中空化发展的影响越强烈;当射流孔直径为6 mm时,在0.8倍、1.2倍和1.4倍设计工况下,模型泵的临界空化余量分别增加17％、69％和5％.由于内射流的轴向速度较大,在剪切层形成局部低压区,其自身更易发生空化.当有效空化余量降低时,在小流量工况下,叶轮进口轴线附近率先出现螺旋型空化带,并逐渐转化为范围更大的空泡团;在大流量工况下,空化发展缓慢,仅发展出空化带结构.     

格子阵列引发纵向涡对多孔射流冲击冷却的影响

为提升船用燃气轮机涡轮叶片的内部冷却性能,对双层壁构型中的内腔进行格子阵列化设计,采用三维数值模拟方法对比分析格子阵列结构和光滑结构的流动传热特性.结果表明,格子阵列中形成的有序大尺度强制纵向涡,能够在大幅强化内腔传热的同时,使外腔射流冲击获得更高的初始动量,克服横流影响,强化靶面传热,形成内外协同的强化传热能力.格子阵列能有效改善射流冲击的孔间分配,从而提高靶面传热的展向均匀性.研究结果对涡轮叶片双层冷却构型的优化设计有一定的指导意义.     

船艏横向加强框架对船艏耐撞性能的影响

在撞击过程中船艏结构的典型损伤是外壳板和内加筋的褶皱，撕裂和弯曲。在以前的船舶结构的碰撞分析的简化方法或数值模拟中往往略去横向肋骨框架对船艏碰撞性能的影响。本文利用有限元数值仿真方法研究了横向肋骨框架在碰撞损坏过程中的作用，发现其对船艏结构的损伤形态、碰撞力及能量耗散有重要影响。因而是碰撞计算中不可忽略的因素。     

集装箱船双层舷侧结构的碰撞模拟

对某集装箱船双层舷侧结构的碰撞历程进行了数值模拟，在采用刚性撞头的情况下研究了它的能量吸收能力和碰撞损伤情况，并对各个构件在碰撞过程中的作用进行了分析。数值模拟是用大型非线性动态响应分析程序ＭＳＣ／ＤＹＴＲＡＮ来完成的。     

射流管式伺服阀关键参数对产品抗污染能力提升

为了研究射流管伺服阀关键结构参数对伺服阀抗污染能力的影响，建立伺服阀整阀剪切力数值模型，并利用AMESim仿真软件对整阀剪切力进行仿真分析，验证了数值模型的准确性。运用数值手段分析关键参数力矩马达安匝数、弹簧管刚度以及阀芯直径对伺服阀恢复压差及抗污染能力的影响，获得了关键参数最佳匹配的数值；试验验证了伺服阀在不同关键结构参数下，对伺服阀恢复压差及抗污染能力的影响，为射流管伺服阀结构设计、提升伺服阀抗污染能力提供了理论依据。     

水流加速器流场数值计算与优化研究

本文首先对单喷咀的射流流场进行了数值计算与实验测试，得出其流场规律，然后采用叠加方法对多喷咀组合射流（即水流加速器）进行了计算与优化研究，并将计算结果与实型设计结果了分析和比较。     

水射流冲击作用下船体板架动响应分析

水射流冲击是一个极为复杂的流固耦合问题。目前大多数计算模型都是基于一定的假设,例如流体不可压缩,结构为刚性体等。本文基于三维波动方程,考虑流场可压缩性,计及水弹性的影响,采用双渐进法对流场进行求解,采用Abaqus软件模拟板架结构在水柱冲击下的动响应,实现了流体与板架结构的耦合求解,并分别分析了平板和加筋板在水柱冲击作用下的动响应。数值研究表明,冲击区域的中心处受到较大的瞬态冲击,冲击速度改变了射流冲击载荷的大小,使冲击响应随着冲击速度的增加而增大。而板厚的增加改变了板的刚度,对射流冲击具有良好的抵抗作用。     

基于SPH-FEM方法的舷侧与冰山碰撞结构响应

传统的有限元数值仿真对于研究高速碰撞大变形等问题具有一定的局限性，建立一套基于光滑粒子流体动力学（SPH）的水介质中小型冰山与船舶舷侧碰撞数值模拟方法，验证SPH模拟冰材料与船-水-冰耦合的合理性，对不同舷侧部位与不同冰山碰撞工况进行数值模拟，分析碰撞形状、面积和速度等对舷侧结构的应力、应变、结构损伤等的影响规律。研究表明，提出的冰山与舷侧碰撞数值模拟方法具有较高的计算精度，对冰山-船舶碰撞的研究具有重要的参考价值。     

水下爆炸射流载荷对平板结构的冲击毁伤特性研究

建立了简化的气泡射流模型,研究射流冲击对船体板产生的毁伤效应,得出了射流速度、射流位置以及射流形状对结构毁伤的影响规律。研究发现射流冲击速度对结构的破坏具有决定性作用,射流形状对毁伤效果亦有较大影响,射流冲击位置对结构的破坏影响不大,以上结论为舰船的防爆抗爆提供了参考。     

椭圆形排放口水下航行器热射流特征仿真对比

为研究排放口结构对水下航行器热射流的影响，以椭圆形排放口结构为重点，建立不同半径比的椭圆形排放口仿真模型，采用计算流体动力学方法对不同半径比椭圆形排放口水下航行器的热射流特征进行研究。计算结果表明：当椭圆形排放口的半径比发生变化时，其热射流温度衰减特征和水面红外特征变化明显，其中结构2椭圆形排放口的热射流浮升高度和水面最高峰值温度的下降幅度最大，水面纵向扩散最大距离抑制效果明显。     

湍流模型对大口径射流冲击数值模拟适用性分析

采用数值算法要完全有效地模拟射流冲击换热,合适的湍流模型是十分重要的。本文采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型及Realizable k-ε模型对大口径高温高速气体射流冲击换热进行了数值模拟,并将计算结果与试验结果进行比较,分析湍流模型在大口径射流冲击换热数值模拟中的适用性。研究结果对大口径射流冲击换热的数值研究提供参考。     

水下爆炸气泡射流作用下固支方板动态响应的数值仿真研究

为研究水下爆炸气泡溃灭发生射流时对结构的影响,借助有限元软件MSC.Dytran对固支方板在水下爆炸载荷作用下的动态响应进行研究。对底部爆炸和侧面爆炸两种典型情况进行计算,对射流发生时流场情况以及固支方板的响应特点进行分析,认为射流载荷是局部载荷,会引起严重的局部破坏,在近场水下爆炸研究中必须予以重视。     

跨声速射流冲击对挡板作用特性的模拟分析

为了得到跨声速理想膨胀射流冲击对于挡板的压力、驻点位置等规律,对射流角度为45°,60°和90°,射流距离与喷口直径比H/D为4,6,8的模型进行了数值模拟．结果表明：当H/D从4增加到8时,作用力增加约10％,改变的幅度较小;当射流角度从45°增加到90°时,作用力提高大约40％,作用力大小跟射流角度关系较大．射流角度从45°增加到90°时,驻点距离射流中心由0.07～0.10 m减小到0;射流距离变化对驻点的距离影响很小,变化幅度在10％左右．