两相流排气压力脉动的实验研究分析

本文对特种发动机一摆盘式发动机排气管内气液相流脉动状态进行了实验研究，概述了其实验过程，并对试验结果，典型图谱作了分析。其中，着重讨论了摆盘机排气系统的特点，冷却水对排气状态的影响，以及排气压力脉动与发动机振动和水下排气噪声的关系。     

摆盘式发动机轴系扭转振动控制建模研究

船舶发动机主轴在正常运行过程中,不仅要受到周期性的转矩和载荷的作用,而且还要受到船体自身的震动以及发动机的震动,因此,船舶发动机曲轴受力状况非常复杂。为了提高船舶摆盘式发动机轴系的使用寿命,本文结合多体动力学理论,采用数学分析的方法系统地研究了船舶摆盘式发动机轴系的振动特性,建立了摆盘式发动机曲轴轴系的振动模型,有重要的轴系设计指导价值。     

摆盘机水下排气噪声的研究

本文对摆盘式发动机气液脉动两相流水下排气噪声的形成过程和影响因素进行了理论和实验研究，给出了控制水下排气噪声的主要技术途径，并进行了初步实验验证。     

排气管内二维非定常流动的计算研究

为了优化设计排气管形状，本文研究了柴油机排气管内二维非定常湍流流动的计算，排气管与气缸交接处的边界条件由实验结出，湍流模型采用k－ε模型。计算了一根3缸模型排气管内排气流动变化，计算结果与实验结果吻合良好。该研究对排气管的形状设计有一定的应用价值。     

油水两相流动压降的实验研究

本文通过实验观察了油水两相在倒U型管和水平管中的流动.实验管线为从入口到分离器长约28 m,内径50 mm的透明有机玻璃管,其中包含一个倒U型管.文中针对不同表观流速和油相百分比,给出了实验管段的压降曲线;对比油水的单相流动和混合流动,得出油水两相流动的压降大于单相水的压降,而小于单相油压降的结论.     

摆盘发动机空间机构的震动力完全平衡研究

特种摆盘发动机在航空航天、武器系统等方面有着广泛的应用。从空间机构学理论出发,抽象出机构模型,利用空间机构的通路定理,分析摆盘发动机机构震动力完全平衡的可行性,并推导出该空间机构必须满足的平衡条件;结合发动机自身结构特点,研究震动力完全平衡时各构件的结构条件与配重条件;同时针对所给条件的不足之处提出进一步的分析研究方法,为发动机在结构设计与减振方面提供理论基础。     

摆船发动机主要结构参数多目标优化数学模型的研究

通过分析鱼雷摆盘发动机主要结构参数对发动机性能的影响,提出了摆盘发动机主要结构参数多目标优化的一种数学模型,并用来进行某一型号摆盘发动机的主要结构参数设计。     

模型参数对水下两相冲压式发动机内推力影响的数值模拟研究

基于均质平衡流理论,考虑两相混合物的速度滑移,对水下两相冲压式发动机内流场进行了数值模拟,分析了水下两相冲压式发动机的内部结构参数变化对水下两相冲压式发动机内推力的影响。在给定来流速度条件下,发动机内推力随着进水道入口截面直径减小而增大,但是增幅减小,内推力随通气量的变化趋势没有改变;内推力和使内推力达到最大值的通气量最佳值随着进水道出口截面直径增大而增大;内推力随着喷管出口截面直径增大而增大,而通气量最佳值则减小;单独改变发动机进水道、混合室和喷管的长度以及混合室出口截面直径对发动机内推力的数值和变化趋势没有显著影响。     

摆盘发动机主要结构参数多目标优化数学模型的研究

通过分析鱼雷摆盘发动机主要结构参数对发动机性能的影响,提出了摆盘发动机主要结构参数多目标优化的一种数学模型,并用来进行某一型号摆盘发动机的主要结构参数设计。     

基于气液两相流解析模型的水冲压发动机推进特性分析

给出了喷管中气液两相流动等温正压模型的解析解。基于该解析模型以及水冲压发动机内流道几何参数,迭代求解了发动机在一系列工况下的推进特性。研究表明,水冲压发动机的推力、效率、比冲随着气相质量流量以及航速的共同提高而提高,单单增加航速或单单增加气体质量流率,都会使得比冲和效率先增后减。单单增加气体质量流率,水流流量减小,推力增加,但是耗气量显著增加。单单增加航速,水的流量增加,推力将先增后减。     

内弹道两相流方程的初边值条件个数的研究

对一维内弹道两相流方程进行特征分析，用特征理论和量级分析的方法，对一维内弹道两相流方程的初边值条件个数进行研究，本文所得结论与内弹道两相流数值模拟实践相一致。     

环境压强对水下两相冲压式发动机推力影响的数值模拟研究

文章应用CFD商业软件FLUENT6.3模拟了水下两相冲压式发动机的内流场以及分析了环境压强对发动机内推力的影响.假设流动为稳定流动,空气是不可压缩的并且空气和水之间没有热量交换.在航行速度,环境压强和喷气角度不变的条件下,发动机内推力随着空气的质量流量增大而增大;内推力的动态分量随空气的质量流量增大而增大,静态分量几乎保持不变.在航行速度,通气量和喷气角度不变的条件下,发动机内推力随着环境压强增大而增大;内推力的静态分量随环境压强增大而增大,动态分量几乎保持不变.     

基于相函数守恒关系的两个流基本方程研究

本文利用相函数守恒关系式和体平均方法建立了参量平均值的微分与参照微分平均值所满足的关系式,以局部守恒方程为基础,得到了两相流体力学的数学模型的另一种推导方法。     

船舶发电柴油机冷却腔内沸腾两相流数值模型研究

现代船舶发电柴油机冷却系统设计趋势朝着小型化、整凑型发展,沸腾传热因高效换热能力而备受关注。本文以CFX欧拉双流体模型为基础,通过CCL语句添加用户自定义程序实现对低压系统时矩形通道内过冷流动沸腾的数值模拟。采用Kurul和Anglart修正的过冷度线性关系描述气泡直径;通过改进封闭方程以及经验式,进而改善模型计算收敛性和精度,对不同流动参数下矩形通道内过冷沸腾两相流进行实验与计算对比。计算结果表明随着壁面热流的增加气相体积分数增加;通道质量流量增加气相体积分数下降。该数值模型的建立可为真实船舶发电柴油机冷却水腔沸腾两相流分析奠定基础。     

油水两相流粘度变化对涡轮流量计测量影响的实验研究

利用涡轮流量计测量了油水两相流动时的混合速度,重点研究了油相粘度变化和流量计入口油水相含率变化对测量精度的影响.实验采用了七种不同的油相粘庹(50,160,225,400,700,1100,1450mPa·s),并在含油率0-100%范围内记录了292组不同油水混合流量下的测量值.研究结果表明,当油相粘度为低粘值50和160mPa·s时,涡轮流量计的测量误差较小,且不受入口油相含率的影响,绝对误差均在±5%以内.当油相粘度大于225mPa·s时,随着入口油相含率的增加,误差逐渐增大.当油相粘度进一步提高到1100mPa·s以上时,涡轮流量计在较低的入口油相含率下进入非线性失效区.此外,实验数据还显示,用涡轮流量计测量油水混合流速时,测量结果对油水两相流流型不敏感.     

基于COMSOL的气液两相流空隙率研究

文章利用电阻层析成像技术对管道内的气液两相流进行空隙率研究,并利用多物理场耦合软件COMSOL计算出了截面上单元的灵敏度系数,进而可得到空隙率值。文中还对气液两相流三种典型流型下的测量电压值分布形式进行了模拟,从而可以根据测量电压值的波动情况进行初步的流型辨识。该文提出的方法能够获得气液两相流的空隙率,对两相流体力学的研究以及工程应用都具有较大的价值。     

摇摆周期对板式换热通道内汽-液两相流阻力影响研究

板式换热设备越来越广泛应用于船舶换热系统,其内部结构为窄矩形通道,高功率换热条件下,可能形成汽-液两相流,汽-液两相流的阻力特性影响着换热性能。因此,在海洋摇摆条件下,竖直窄矩形通道内汽-液两相流阻力特性研究成为船舶换热方面一个研究热点。实验结果表明,摇摆角度等其他因素不变,阶段性增加摇摆周期,试验段总压力减小,压差变化频率减小,周期性明显增加。通过理论分析,摇摆周期增加,摩擦压降频率和幅值不变;重位压降变化频率减小,幅值不变;附加压降变化频率减小,幅值减小。造成总压降幅值逐渐减小,变化频率逐渐较小,周期性越来越明显。     

基于COMSOL与MATLAB的气液两相流空隙率研究

文章利用电阻层析成像技术进行了空隙率的静态测试,并将测试数据、COMSOL计算数据与MATLAB编程数据进行了比较.在验证了所编MATLAB程序的正确性后,将其应用于气液两相流空隙率测试.为了避免电阻层析成像技术在气液两相流空隙率测试中图像处理的难题,文中针对三种典型的气液两相流流型,建立了各自流型下的空隙率与截面平均电导率之间的函数关系.具体试验时,可将试验测试数据导入所编MATLAB程序中,得到截面平均电导率,并将此值代入对应流型下的空隙率与截面平均电导率之间的函数关系式中,进而得到空隙率值.该文提出的方法能够解决气液两相流空隙率测试的难点,具有较大的工程应用价值.