钛合金试件冷却方法与换热性能的实验研究

材料切磨削过程中的强化冷却散热,对提高工件的切磨削效率和保证被切磨削工件的表面质量等都具有积极作用．文中以定压、定量风和不同含量水相组合时射流冷却被加热的钛合金（Ti6ABV）试件的实验为基础,探讨了定压力、定量风和微量水相综合雾化射流冷却钛合金试件时的换热性能和规律．实验表明,存在使雾化冷却最佳的微量水剂量的最佳值域,且只有其材料相应温度冷却效果充分发挥时,雾化冷却方法才能优于相应的水射流和气体射流冷却方法．     

车削Cr12和GCr15切削力的实验与分析

为研究绿色冷却切削加工,以CA6140车床车削Cr12,GCr15两种材料的实验为基础,使用D J-CL-1型切削力测量仪记录、存储和处理实验数据.研究了切削过程中切削速度、进给量、背吃刀量以及冷却条件改变对切削力影响的变化规律.结果表明:在本实验条件下提高切削速度能减小切削力,进给量越大切削力也越大,背吃刀量越大切削力也越大;低温气体雾化射流冷却条件下切削Cr12,GCr15两种材料的切削性能优于干切削.     

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。     

多孔碰撞射流的流动和传热数值分析

射流传热在燃气轮机叶片和燃烧室墙冷却上得到了广泛应用，只有一个方向流出的多孔射流冷却的流体动力学和传热是非常复杂的，以前很少有人对其进行过数值分析。在本文中，借肋于ＦＬＵ－ＥＮＴＣＦＤ码对十排的多孔碰撞射流的流体动力学进行了数值分析，对射流孔直径之比Ｘ／Ｄ及射流板和目标板的间距与射流孔直径之比Ｚ／Ｄ的影响进行了研究。预测表明：主流、射流碰撞和射流量不均匀分布是影响射充冷却的主要因素，分析结果与以前     

舰载飞机发动机尾流场数值模拟

  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。     

车削Cr12材料的绿色冷却工艺探讨

对采用冷风冷却切削加工高合金工具钢材料Cr12的方法进行了研究,试验表明这种冷却方法能延长刀具使用寿命,降低切削热,维护机件加工过程的稳定性,较好地解决了绿色制造领域的绿色冷却工艺问题,有助于实现清洁生产模式。     

车削Cr12材料的绿色冷却工艺探讨

对采用冷风冷却切削加工高合金工具钢材料Cr12的方法进行了研究，试验表明这种冷却方法能延长刀具使用寿命，降低切削热，维护机件加工过程的稳定性，较好地解决了绿色制造领域的绿色冷却工艺问题；有助于实现清洁生产模式。     

水介质中欠膨胀音速空气射流的流场结构研究

本文介绍了为研究两相射流在中国船舶科学研究中心新建的相关实验设备。实验表明速度人隙率在气射液－水和气射流－气径向剖面上具有自模拟特性。基于射流湍流边界层基本方程的理论工作提法提示了速度和空隙率沿射同线的分布规律，并已为实验所证实，同时推荐了一些可能应用于工程问题的射流速度和空隙率的半经验公式。     

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.     

移动射流切削黏土过程的ALE数值方法

射流在港口航道疏浚和海底冲沟等黏土施工中得到广泛应用,但对移动射流与黏土的相互作用过程研究较少,制约了射流技术在黏土切削施工中的高效应用。目前移动射流切削黏土过程的有效数值方法还较为缺乏,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法,对移动射流切削黏土过程的数值模拟进行了探讨。结合软件提供的运动函数与射流源模拟移动射流的连续喷射,采用ALE网格解决射流切削界面网格大变形问题,通过侵蚀算法模拟黏土的失效行为。结果显示,无论是切削沟槽的形状,还是横截面和纵截面的具体尺寸,模拟与实验均较为吻合,表明本文采用的数值方法可以有效地模拟射流切削黏土过程。研究成果可为射流破土过程的机理性探索提供有效的数值方法。     

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.     

横流环境中冷却水排放浮升规律

冷却水排放浮升规律对红外隐身的研究具有重要意义。冷却水排放过程可以简化为横流环境中的水平热射流过程,本文在有限体积法的基础上采用Simple算法和Realizable k-ε湍流模型对热射流浮升过程建立三维数学模型,并进行数值模拟。数值模拟结果显示热射流三维浮升轨迹线与文献中的实验结果吻合良好,浮升迹线验证了该模型和方法的准确性。利用该数学模型进一步计算比较了不同流速比和不同环境流速下的浮升规律和温度分布特性,分析得到了流速比和环境流速对热射流浮升轨迹和中心温度的影响规律,为基于红外特征的冷却水排放规律研究提供了理论依据。     

射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整

以实时调整舰船多叶片螺旋桨角度,提升舰船多叶片螺旋桨应用性能为目的,研究射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度的实时调整技术。利用协同射流控制技术,以三维雷诺平均N-S方程作为控制方程,求解状态矢量、对流通矢量、耗散通矢量等;利用上述参量分析协同射流螺旋桨形态受力情况,获取射流扰动产生的作用力;基于该作用力计算喷口动量系数、气泵功率系数等,分析这些参数对协同射流的影响,基于这种影响实现舰船多叶片螺旋桨角度实施调整。实验结果显示该方法所得的数据具有较高的可靠性,利用该方法实时调整射流扰动下舰船多叶片螺旋桨角度,能够显著提升螺旋桨的性能。     

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。     

水下航行体热尾流特性的技术融合

为得到红外探测水下航行体中全面的热尾流特性,提出一种技术融合的研究方法,即先将水下航行体排出的冷却水形成的热尾流近似为圆形断面的自由湍流热射流,在密度分层环境中,根据射流的积分方程建立热尾流特性的计算模型;再采用Runge-Kutta法进行数值仿真;最后利用含少量黑墨水的尾流流迹摄影、数字温度传感器多点测温和红外成像等技术进行融合实验研究。研究得到了热尾流浮升轨迹的发展、高度的增长、宽度的扩展、时间的增长、温度的分布和水面红外图像的变化等规律。仿真与实验结果的相符验证了研究方法的可行性。研究方法和所得结果有助于红外探测水下航行体技术的发展。     

静电雾化切削的雾化形态研究

为了研究静电雾化切削的雾化形态,搭建静电雾化平台与显微成像系统,进行微量去离子水和植物性润滑油LB2000静电雾化雾化试验,分析电压和流量对雾化形态的影响,并利用Ansoft Maxwell软件建立了静电雾化静电场有限元模型,分析电压对喷嘴出口处场强分布的影响,探讨电压对静电雾化形态的影响机理.结果表明:在静电雾化过程中,雾化呈现滴状、脉动、锥射流及不稳定等模式.发现锥射流是适合用于切削加工冷却润滑的静电雾化模式,获得了射流可喷射至切削刃的该模式的电压与流量范围,研究结果为静电雾化切削的实际应用提供依据.     

轴对称直喷管的水下射流噪声特性数值模拟与实验验证

[目的]为研究水下射流噪声特性,[方法]应用Lighthill声类比计算轴对称直喷管的自由射流声场特性,借助FLUENT仿真软件并采用大涡模拟法计算该直喷管的水下射流流场,最后基于混响法进行实验验证。[结果]结果表明:稳态射流流场的核心区长度与流速无关,核心区长度约为喷管直径的8倍;射流噪声辐射功率与流速的8次幂成正比;不同流速下的射流噪声功率谱在低频段的差异较大,在高频段的差异则显著减小,且辐射噪声能量主要集中在低频段,但流速增加后射流噪声的主要贡献将向高频段移动。[结论]在射流噪声计算仿真方面,将大涡模拟法和Lighthill声类比相结合是一种有效的分析手段。     

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。     

回注射流及其对通气超空泡形态影响的研究

通过水洞实验对回注射流现象及其对通气超空泡形态的影响进行了研究.实验水洞为封闭的连续通气水洞.通过高速摄像机记录回注射流及通气超空泡的动态变化过程.摄像机的拍摄速率为每秒1 000帧.文中在实验的基础上分析了超空泡形态变化趋势与回注射流之问的关系并讨论了回注射流的形成机理.此外,还分析了通气系数对回注射流的影响.     

垂直发射装置排导系统内燃气流运动研究

采用数值计算方法对导弹在舰载导弹垂直发射装置中排导系统内的燃气流场进行了仿真分析，认为导弹垂直起飞过程中高速燃气射流可将外部冷空气引射入排导系统内。通过对排导系统内燃气射流的引射机理进行研究，对于利用燃气射流的引射功能降低排导系统内的温度，改善导弹发射的热环境具有重要意义。