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基于热容法测量的卫星推进剂剩余量仿真分析
1
作者 黄滨 陈佳呈 +2 位作者 李文 刘锦涛 王璐 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第5期101-112,共12页
热容法是具有主动热源输入的卫星推进剂剩余量测量方法,该方法是通过在贮箱表面安装特定功率加热片同时获取测点温度变化数据的方式推算推进剂剩余量.为获得微重力环境下准确的热分析模型,针对板式贮箱在轨环境下的气液分布特点,基于计... 热容法是具有主动热源输入的卫星推进剂剩余量测量方法,该方法是通过在贮箱表面安装特定功率加热片同时获取测点温度变化数据的方式推算推进剂剩余量.为获得微重力环境下准确的热分析模型,针对板式贮箱在轨环境下的气液分布特点,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对贮箱热容法进行数值仿真,研究不同加速度条件、填充比与测点位置对热容法精度的影响.结果表明,在微重力环境下,推进剂受微重力影响沿导流板向上爬升,推进剂浸润的贮箱壁面面积更大,从而导致贮箱的温度分布与地面工况存在明显差异.通过研究发现,在微重力工况下,当测点分布于远离热源处时,测点的温度分辨率更高,热容法的测量精度更高. 展开更多
关键词 热容法 微重力环境 板式表面张力贮箱 推进剂 剩余量测量方法
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可调汽蚀文氏管调节精度影响因素的动态仿真
2
作者 田亮 韩旭 +1 位作者 袁稼辀 朱韶华 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第3期65-74,共10页
面向工程应用研究了可调汽蚀文氏管调节精度的影响因素,采用FLUENT中的Schnerr-Sauer混合流体空穴模型,对设计的可调汽蚀文氏管流量线性度、内部流动特性进行了动态条件下的数值模拟,并研究了偏心和反向运动对调节精度的影响。结果表明... 面向工程应用研究了可调汽蚀文氏管调节精度的影响因素,采用FLUENT中的Schnerr-Sauer混合流体空穴模型,对设计的可调汽蚀文氏管流量线性度、内部流动特性进行了动态条件下的数值模拟,并研究了偏心和反向运动对调节精度的影响。结果表明:可调汽蚀文氏管由于调节锥初始运动阶段并未进入喉部,导致汽蚀段长度增加从而降低精度;流量线性度在运动初期受节流面影响而降低,百分比流量在12%~70%范围内线性度最好,精度最高;流量变化速率对汽蚀文氏管调节精度影响在5%以内;调节锥偏心0.02 mm和0.05 mm时对汽蚀区长度调节精度影响在20%以内,而0.10 mm偏心时提高至40%,此时渐扩段汽蚀区产生偏移,压力分布不均,上侧增大而下侧降低,从而导致压力振荡;不同偏心值对喉部流量调节精度影响均在4%以内;调节锥反向运动会由于初始汽蚀段长度过短导致汽蚀特性减弱,汽蚀区变化速率减缓,流量调节精度影响在3%以内。 展开更多
关键词 可调汽蚀文氏管 调节精度 数值模拟 动网格 调节锥偏心 反向运动
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高压自紧式聚酰亚胺垫片密封性能影响因素分析及结构优化 被引量:1
3
作者 郑娆 刘丽静 +1 位作者 李双喜 刘登宇 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第6期76-82,98,共8页
为了解决液体火箭发动机在异常工况下的密封失效问题,建立了发动机充气阀阀芯密封结构的有限元模型,分析了密封结构参数、加工误差及卡滞偏斜对充气阀阀芯密封性能的影响,并进行了试验验证。结果表明:综合考虑可加工性、密封效果,圆阀... 为了解决液体火箭发动机在异常工况下的密封失效问题,建立了发动机充气阀阀芯密封结构的有限元模型,分析了密封结构参数、加工误差及卡滞偏斜对充气阀阀芯密封性能的影响,并进行了试验验证。结果表明:综合考虑可加工性、密封效果,圆阀座是充气阀的首选结构;在不同圆角半径下,圆角半径在0.35~0.45 mm范围内使用效果最佳;平面度偏差及卡滞偏斜在0~0.07 mm范围内对密封效果和使用寿命几乎没有影响。本研究可为航天军工用高精密密封的设计和优化提供参考,有助于提高我国高精密密封的技术水平。 展开更多
关键词 聚酰亚胺 自紧密封 优化设计 高压 高精密密封
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碳纳米管中和器工作特性研究
4
作者 汪宇欣 武志文 +1 位作者 黄天坤 王云冰 《深空探测学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第2期151-158,共8页
针对引力波探测和地球重力场探测等高精度空间探测任务对系统精度提高的要求,从碳纳米管场发射中和器的工作稳定性和电子引出问题进行试验设计,测试了其老练前后的电流波动特性,应用Spearman秩相关检验方法对背景电场和电流波动进行相... 针对引力波探测和地球重力场探测等高精度空间探测任务对系统精度提高的要求,从碳纳米管场发射中和器的工作稳定性和电子引出问题进行试验设计,测试了其老练前后的电流波动特性,应用Spearman秩相关检验方法对背景电场和电流波动进行相关性分析,并使用3种不同孔径的栅极对中和器引出特性进行测试,分析了栅极孔径对中和器性能影响的机理。结果表明,老练处理有助于提高中和器工作稳定性,且发射极工作背景电场与发射电流不稳定性具有强相关关系;栅极孔径对发射性能与引出性能均有影响,在试验工况下1 mm孔径栅极性能最佳。该结果可为推进系统中的中和器配置和中和器结构设计提供一定指导。 展开更多
关键词 碳纳米管 中和器 稳定性 引出率
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亚声速飞行器尾部红外辐射综合抑制技术
5
作者 张海燕 《航空发动机》 北大核心 2024年第5期72-75,共4页
为了降低亚声速飞行器尾部红外辐射强度,针对飞行器面临的战场红外威胁环境及红外辐射特点,开展了飞行器尾部红外辐射特性分析。以飞行器尾部红外辐射特性分析结果为基础,通过采用低辐射喷管、中心锥气膜冷却和尾舱红外隐身遮挡罩等综... 为了降低亚声速飞行器尾部红外辐射强度,针对飞行器面临的战场红外威胁环境及红外辐射特点,开展了飞行器尾部红外辐射特性分析。以飞行器尾部红外辐射特性分析结果为基础,通过采用低辐射喷管、中心锥气膜冷却和尾舱红外隐身遮挡罩等综合红外辐射抑制措施,制定了飞行器尾部红外辐射综合抑制方案,研制了飞行器尾部红外隐身原理样件,并针对原理样件开展了地面红外辐射强度测量试验,针对飞行器主要威胁波段3~5μm波段,测量了多个角度下的红外辐射强度。地面红外辐射特性测量结果表明:飞行器尾部采用红外辐射抑制措施后,在3~5μm波段,在水平面内飞行器尾部的红外辐射强度均值降低了47.6%;在铅垂面内飞行器尾部的红外辐射强度均值降低了54%,具有良好的红外辐射抑制效果。 展开更多
关键词 红外辐射 红外抑制 排气系统 理论分析 亚声速飞行器
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电磁阀动态响应特性仿真研究 被引量:61
6
作者 戴佳 黄敏超 +2 位作者 余勇 朱恒伟 马加庆 《火箭推进》 CAS 2007年第1期40-48,共9页
建立了电磁阀动态过程数学模型,包括电动气阀数学模型和气动液阀数学模型,运用Matlab/Simulink将两个模型联系起来求解,实现了诸如电流、电磁力、衔铁和活塞位移、速度以及控制腔压力、体积等参数变化的动态过程仿真,并运用此模型研究... 建立了电磁阀动态过程数学模型,包括电动气阀数学模型和气动液阀数学模型,运用Matlab/Simulink将两个模型联系起来求解,实现了诸如电流、电磁力、衔铁和活塞位移、速度以及控制腔压力、体积等参数变化的动态过程仿真,并运用此模型研究了线圈励磁电压、线圈匝数、电阻、气隙、气源压力、反力因素以及结构尺寸参数等对电磁阀响应特性的影响。 展开更多
关键词 电磁阀 数学模型 仿真 响应特性
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气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真 被引量:17
7
作者 陈阳 高芳 +1 位作者 张振鹏 朱子环 《火箭推进》 CAS 2006年第6期28-34,共7页
借鉴气体减压器动态仿真的有限体积模型发展了一种可仿真气动薄膜调节阀动态流场的有限体积模型,并结合简单的比例-积分-微分(PID)控制算法,发展了一种可仿真气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真模型。采用此模型,运用模块化建模... 借鉴气体减压器动态仿真的有限体积模型发展了一种可仿真气动薄膜调节阀动态流场的有限体积模型,并结合简单的比例-积分-微分(PID)控制算法,发展了一种可仿真气动薄膜调节阀控制系统工作过程的动态仿真模型。采用此模型,运用模块化建模与仿真方法对气动薄膜调节阀控制液体火箭发动机贮箱压强的简化系统进行了动态工作过程仿真,比较了不同PID参数和初始参数设置情况下的控制品质。数学模型和建模方法显示出较好的有效性和通用性。 展开更多
关键词 气动薄膜调节阀 有限体积法 PID控制 动态仿真
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大流量气体减压器振动问题研究 被引量:11
8
作者 赖林 李清廉 +1 位作者 郑丽 周进 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期1-4,共4页
对大流量气体减压器工作过程中的振动故障进行分析,建立了减压器系统动态数学模型,进行了故障数值仿真,找到了简单有效的提高减压器输出响应稳定性的方法——减小控制腔入口面积,并得到试验验证。仿真结果还表明,大流量气体减压器的振... 对大流量气体减压器工作过程中的振动故障进行分析,建立了减压器系统动态数学模型,进行了故障数值仿真,找到了简单有效的提高减压器输出响应稳定性的方法——减小控制腔入口面积,并得到试验验证。仿真结果还表明,大流量气体减压器的振动问题不仅和减压器本身设计参数有关,还和下游管路容积有关。 展开更多
关键词 减压器 振动 仿真 试验验证
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调压阀内流场数值模拟及动态特性分析 被引量:16
9
作者 李哲 魏志军 张平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期390-394,共5页
以研究调压阀内流场和动态特性为目的,建立了固体燃气发生器调压阀内流场三维模型,用动态网格技术对流场进行模拟并采用子程序计算阀芯的运动,以相关的冷气试验进行验证.分析了燃气阀内部收敛-扩张外型下的瞬态流动特性和波系变化情况,... 以研究调压阀内流场和动态特性为目的,建立了固体燃气发生器调压阀内流场三维模型,用动态网格技术对流场进行模拟并采用子程序计算阀芯的运动,以相关的冷气试验进行验证.分析了燃气阀内部收敛-扩张外型下的瞬态流动特性和波系变化情况,并分析了不同条件下阀芯运动的动态特性.阀芯的周期性振动导致流场以相同频率变化,较高入口压力和较小弹性系数使阀门能够较快稳定,但导致流量、阀芯位移等物理量峰值增大. 展开更多
关键词 燃气阀 内流场 动态网格 动态特性
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基于能量回收原理的高速电磁阀仿真与试验研究 被引量:6
10
作者 官长斌 毛晓芳 +3 位作者 王平 蔡坤 张良 李恒建 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期668-674,共7页
为了解决螺线管电磁阀开启响应和关闭响应难以同步提高的问题,提出一种基于能量回收原理的高速电磁阀,通过特殊的高刚度回复片弹簧及其与衔铁顶杆的微小间隙设计,实现了密封力与回复力的解耦,在不影响开启过程的情况下将衔铁动能转化为... 为了解决螺线管电磁阀开启响应和关闭响应难以同步提高的问题,提出一种基于能量回收原理的高速电磁阀,通过特殊的高刚度回复片弹簧及其与衔铁顶杆的微小间隙设计,实现了密封力与回复力的解耦,在不影响开启过程的情况下将衔铁动能转化为加速关闭的弹性势能。在分析了高速电磁阀工作原理基础上,利用Ansoft Maxwell软件对其瞬态特性进行了仿真分析,并对不同结构参数电磁阀的开关响应特性进行了对比试验研究。试验结果表明,高刚度回复弹簧及其间隙δ的存在将高速电磁阀的关闭时间缩短了6ms左右,而开启时间仅延长了0.3ms,开关时间均可控制在5ms以内并且具有100万次以上的开关寿命。 展开更多
关键词 高速电磁阀 开关响应时间 电流曲线 能量回收原理 空间推进系统
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减压器动态过程的数值仿真 被引量:28
11
作者 张雪梅 张黎辉 +1 位作者 金广明 魏彦祥 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期541-545,共5页
针对贮箱增压过程和发动机工作过程中减压器的动态调节,建立了液体火箭发动机常用的反向卸荷式减压器的动态数学模型,采用四阶龙格-库塔方法进行了数值仿真,分析了减压器在启动增压过程中的动态特性,得到不同入口压力下减压器的出口压... 针对贮箱增压过程和发动机工作过程中减压器的动态调节,建立了液体火箭发动机常用的反向卸荷式减压器的动态数学模型,采用四阶龙格-库塔方法进行了数值仿真,分析了减压器在启动增压过程中的动态特性,得到不同入口压力下减压器的出口压力与试验数据相一致的结论。表明所建立的数学模型准确,采用的仿真方法符合精度要求,对同类减压器的设计和系统分析具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 减压器 增压 启动 动态特性 数值仿真
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电动气阀动态特性及反力因素的影响 被引量:12
12
作者 沈赤兵 陈新华 陈启智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第6期64-68,共5页
建立了电动气阀吸动过程的数学模型并进行了动态特性的数值计算,详细分析了反力因素对电动气阀动态特性的影响。计算结果表明:该阀的衔铁在被触动后能很快地吸到最小气隙处;适当地减小压缩气的入口压力和弹簧预紧力有利于提高电动气... 建立了电动气阀吸动过程的数学模型并进行了动态特性的数值计算,详细分析了反力因素对电动气阀动态特性的影响。计算结果表明:该阀的衔铁在被触动后能很快地吸到最小气隙处;适当地减小压缩气的入口压力和弹簧预紧力有利于提高电动气阀的响应能力,有利于延长电动气阀的使用寿命。 展开更多
关键词 电动气动阀 液体推进剂 火箭发动机 动态特性
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补燃循环火箭发动机气液同轴式喷嘴声学特性研究 被引量:8
13
作者 李龙飞 陈建华 +1 位作者 周立新 孙宏明 《火箭推进》 CAS 2004年第6期5-10,共6页
基于经典声学和振动理论,运用流体动力学基本方程描述燃气通道内气体的波动现象,建立了双组元同轴直流离心式气液喷嘴声学特性分析的物理、数学模型,采用四端网络方法进行了计算。对单喷嘴声学模拟试验结果进行了分析。结果表明,所建声... 基于经典声学和振动理论,运用流体动力学基本方程描述燃气通道内气体的波动现象,建立了双组元同轴直流离心式气液喷嘴声学特性分析的物理、数学模型,采用四端网络方法进行了计算。对单喷嘴声学模拟试验结果进行了分析。结果表明,所建声学特性分析模型用于分析喷嘴波动过程是可行的;合适的通道长度和节流嘴直径对液氧/煤油补燃循环发动机高频燃烧不稳定性有明显的阻尼作用。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 气液喷嘴 高频燃烧不稳定性 声学特性
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钛制金属贮箱膜片的有限元分析 被引量:24
14
作者 朱志华 胡小平 陈香林 《火箭推进》 CAS 2007年第4期32-35,51,共5页
为了优化钛制金属膜片设计,基于有限变形理论,采用大变形弹塑性有限元方法,对金属膜片的翻转过程进行了数值模拟,分析了膜片结构对其翻转行为的影响。仿真计算结果表明,支撑结构及贮箱内壳体的限位设计是保证半膜实现多次反复平稳翻转... 为了优化钛制金属膜片设计,基于有限变形理论,采用大变形弹塑性有限元方法,对金属膜片的翻转过程进行了数值模拟,分析了膜片结构对其翻转行为的影响。仿真计算结果表明,支撑结构及贮箱内壳体的限位设计是保证半膜实现多次反复平稳翻转的重要部件。通过试验验证了钛制金属膜片的翻转过程。 展开更多
关键词 钛制金属膜片 数值模拟 翻转试验
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燃气调压阀内流场三维数值模拟 被引量:7
15
作者 李哲 魏志军 张平 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期210-213,共4页
采用有限体积法对燃气阀内流场进行三维冷气模拟和燃气模拟,并用冷气试验验证,表述了所研究阀门内流场的特点,得到入口压力与阀芯受力之间的线性关系;比较了3个不同弹性系数的弹性元件的入口压力与阀门质量流量,得到入口压力与阀门质量... 采用有限体积法对燃气阀内流场进行三维冷气模拟和燃气模拟,并用冷气试验验证,表述了所研究阀门内流场的特点,得到入口压力与阀芯受力之间的线性关系;比较了3个不同弹性系数的弹性元件的入口压力与阀门质量流量,得到入口压力与阀门质量流量之间的二次曲线关系,小的弹性系数和低燃气温度使调压阀调压能力增强;分析了燃气模拟的结果,并与冷气模拟的结果进行了对比,提出对阀芯和阀座进行重点热防护的建议。 展开更多
关键词 燃气阀 内流场 数值计算 弹性系数
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RBCC引射火箭燃烧室设计及试验研究 被引量:4
16
作者 朱韶华 田亮 +3 位作者 刘亚冰 侯金丽 李轩 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1378-1386,共9页
为了满足RBCC推进系统需求,进行了气氧/煤油引射火箭燃烧室的设计和试验研究。燃烧室室压为2MPa,氧燃比为1.6,火箭流量在95~285g/s范围内变化。通过火箭单独的冷、热态试验,对其流量控制、点火、喷注及面板和身部热防护进行了考核验证,... 为了满足RBCC推进系统需求,进行了气氧/煤油引射火箭燃烧室的设计和试验研究。燃烧室室压为2MPa,氧燃比为1.6,火箭流量在95~285g/s范围内变化。通过火箭单独的冷、热态试验,对其流量控制、点火、喷注及面板和身部热防护进行了考核验证,均得到了较满意的结果。在此基础上研究了RBCC联试中火箭燃烧室的工作性能,试验结果表明:燃烧室的特征速度燃烧效率能达到88%~98%,且受到流量、氧燃比、动量通量比和喷注压降的影响较大,在适合的范围内选取大的动量通量比和喷注压降,能得到更好的雾化、掺混及燃烧性能;气氧/煤油的内直外旋喷嘴构型在煤油压降仅为设计点的11%时,仍能通过有效的气动作用,获得88%以上的特征速度燃烧效率;点火器的吹除气在占到火箭流量5%时,会造成燃烧室3%的性能损失,需要在试验中进行控制并在性能计算时予以考虑。在对火箭单试和联试的比较中发现,联试中由于其特征长度长燃烧更充分,火箭得到了近7%的特征速度燃烧效率增长。 展开更多
关键词 火箭基组合循环 气氧/煤油 氧燃比
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叶轮盖板侧的流动对离心泵泄漏量的影响 被引量:11
17
作者 严俊峰 陈炜 蒲光荣 《火箭推进》 CAS 2007年第3期20-25,共6页
利用动量矩定理,建立了叶轮盖板中流体旋转角速度的一阶微分方程,得到了计算离心泵泄漏量的方法。为了获得泄漏量,需要进行迭代求解。从该微分方程出发,可得到容积效率、轴向力等参数。试验研究表明,用此公式计算的理论泄漏量和试验值... 利用动量矩定理,建立了叶轮盖板中流体旋转角速度的一阶微分方程,得到了计算离心泵泄漏量的方法。为了获得泄漏量,需要进行迭代求解。从该微分方程出发,可得到容积效率、轴向力等参数。试验研究表明,用此公式计算的理论泄漏量和试验值之间的相对误差在7%~10%以内,验证了该方法的合理性和正确性。 展开更多
关键词 离心泵 泄漏量 轴向力
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爆震波点火器在氢氧塞式喷管的工程应用 被引量:4
18
作者 郭红杰 梁国柱 +3 位作者 马彬 刘宇 信伟 郑孟伟 《火箭推进》 CAS 2006年第6期16-19,共4页
建立了氢氧爆震波点火器试验系统,并根据试验塞式喷管发动机工作状态要求设计了爆震波点火器。在高空条件下(0.005 ̄0.002MPa),爆震波点火器供气压力0.3MPa、混合比3左右,对爆震波点火器的点火性能进行了试验,成功实现了高空条件下爆震... 建立了氢氧爆震波点火器试验系统,并根据试验塞式喷管发动机工作状态要求设计了爆震波点火器。在高空条件下(0.005 ̄0.002MPa),爆震波点火器供气压力0.3MPa、混合比3左右,对爆震波点火器的点火性能进行了试验,成功实现了高空条件下爆震波点火火炬。在同样高空条件下对爆震波点火器点燃单元塞式喷管试验发动机成功进行了点火试验。试验结果表明,氢氧爆震波点火器能以较低的供气压力实现可靠点火。爆震波点火器在气氢气氧单元塞式喷管试验发动机点火的成功应用,为下一阶段应用于多管塞式喷管发动机的实际点火试验提供了技术基础。 展开更多
关键词 液体火箭发动机 爆震波 点火器 塞式喷管
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半封闭圆管冲击射流湍流换热数值模拟 被引量:10
19
作者 许坤梅 张平 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期540-544,共5页
采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型结合壁面函数以及低雷诺数k-ε模型,对半封闭圆管冲击射流流场的平均速度、湍动能分布和Nu数分布进行了数值计算,并将此3种模型的计算结果与文献中的测量结果进行了比较.结果表明:3种湍流模型都未能完全... 采用标准k-ε模型、RNGk-ε模型结合壁面函数以及低雷诺数k-ε模型,对半封闭圆管冲击射流流场的平均速度、湍动能分布和Nu数分布进行了数值计算,并将此3种模型的计算结果与文献中的测量结果进行了比较.结果表明:3种湍流模型都未能完全准确地预测冲击射流场的流动特性与传热特性,其中标准k-ε模型和低雷诺数k-ε模型的结果很差,而RNGk-ε模型的结果与其它两种模型相比更接近实验值. 展开更多
关键词 冲击射流 湍流模型 壁面函数 数值模拟 传热
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环状缝隙调压阀的一种设计方法和特性计算 被引量:6
20
作者 侯良学 崔晓春 陈志敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2012年第6期1005-1009,共5页
提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风... 提出环状缝隙调压阀结构设计和气动特性计算的一种方法,推导出阀门型面坐标的计算公式,针对调压阀的气动特性编制了相应的计算程序,通过计算结果与试验数据对比,验证了本文方法的可靠性,同时讨论了增加风洞气源压力和增大气源容积对风洞试验时间的影响,最后给出了风洞稳定段总温随时间的变化趋势。 展开更多
关键词 环状缝隙调压阀 结构设计 气动特性计算 试验数据对比
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