推力矢量发动机燃气舵舵间干扰的数值分析

通过求解N-S方程,对某空空导弹燃气舵在不同状况下的三维湍流干扰流场进行数值仿真,得到了燃气舵在不同舵偏角下绕流流场的复杂波系结构,计算了测量舵在无干扰舵和有干扰舵情况下升力和阻力等参量随舵偏角的变化曲线。所得舵间干扰相对误差不超过2%,与实际要求相吻合。结果表明,所采用的流动模型和数值模拟方法对燃气舵的气动性能进行预示是有效的。

推力矢量燃气舵特性的机理分析

为了研究燃气舵气动特性的形成机理,采用N-S方程模拟了推力矢量燃气舵表面压力分布,得到了不同舵偏角下燃气舵周围压力的变化曲线,分析了燃气舵表面不同位置压力的大小.结果表明,舵偏角的变化对燃气舵背风面的压力影响不大;随着舵偏角的增大,燃气舵迎风面的压力变化很大;在升力贡献方面,靠近根部区域大于梢部,最大厚度处上游区域大于下游.

高低空环境下火箭发动机射流流场的数值分析

采用二维雷诺平均N-S方程和RNGk-ε湍流模型,对某空空导弹发动机在高低空环境下的燃气射流流场进行了数值模拟,得到了发动机射流流场的马赫数等值线云图、射流流场大小,给出了射流轴线上的流动参数曲线,分析了燃烧室工作状态和飞行高度对发动机射流流场的影响。结果表明,在发动机排气质量流率相同的情况下,高空时燃气射流流场的边界比低空大;相同飞行高度时,随着发动机排气质量流率的增加,燃气射流流场边界随之增大,同时射流流场的结构也有很大的不同。数值模拟为该型号空空导弹发动机的气动布局提供了依据。

推力矢量发动机气固两相内流场数值模拟

采用欧拉-拉格朗日模型,对固体火箭发动机气固两相内流场进行了深入研究,通过数值模拟得到了不同直径粒子的轨道及其温度等值线云图,及其对应情况下喷管轴线上的温度、压力和马赫数变化曲线,详细分析了粒子大小对流场的影响。结果表明:(1)粒子通过喷管扩张段时形成的轨道随着粒子直径的增大先向轴线靠拢集中,直径超过一定值时,出现两条轨道带,轨道带的夹角随直径的进一步增大而增大;(2)粒子的加入对燃气温度具有滞后作用;(3)在收敛段和直线段对应的喷管轴线上,粒子的直径对温度和马赫数影响不大,但是在扩张段,影响较大。

基于数值模拟的燃气舵轴向位置优化分析

为了优化燃气舵的安装位置,应用fluent软件对燃气舵三维湍流流场结构进行了分析,在此基础上就燃气舵安装位置对燃气舵流场的影响进行了数值模拟。通过数值模拟得到燃气舵在不同轴向位置、耳片长度和舵偏角下绕流流场的复杂波系结构,绘制了燃气舵在不同舵偏角下升力的变化曲线,给出了燃气舵可以提供的升力参量随舵偏角度变化的规律。通过分析,确定了燃气舵的轴向安装位置,数值模拟和实验结果相符。

SiC_p/Mahle142复合材料的显微组织与强化机理

采用真空液态搅拌混合方式制备了SiCp/Mahle142复合材料,用透射电子显微镜对SiCp/Mahle142复合材料及Mahle142中间合金的微观组织特征进行了研究,并测试了材料的室温拉伸性能,发现SiCp均匀分布在Mahle142基体合金中,SiCp和Mahle142界面结合良好,强度比Mahle142铝合金有显著提高。

锑和混合稀土对AZ91镁合金流动性的影响

研究了锑和混合稀土对AZ91镁合金的流动性及结晶温度间隔的影响,结果表明:在AZ91中添加0.4%Sb,可以使该合金流动性提高34%,结晶温度间隔减少16℃;添加0.8%RE,可以使该合金流动性提高26%,结晶温度间隔减少21℃;同时加入0.8%RE和0.4%Sb使该合金的流动性提高31%,结晶温度间隔减少28℃。锑与合金中的镁形成短棒状的金属间化合物Mg3Sb2,混合稀土与合金中的铝形成片状金属间化合物Al11La3和Al11Ce3;两种添加物均可以细化AZ91合金的铸态组织。

Al_3Ti-SiCp/Al-13Si复合材料力学性能研究

分析了利用原位反应和液态搅拌合成技术制备的Al3Ti-SiCp/Al-13Si复合材料的微观组织和增强相的微观结构,检测了该复合材料的力学性能,探讨了该复合材料的增强机理。研究结果表明:(1)T6态下该复合材料的室温、高温力学性能相对于基体材料分别提高了8%和20%,弹性模量提高了17%;(2)增强相主要是Al3Ti、SiCp;(3)增强机理是:细晶强化、颗粒增强和固溶时效强化。

推力矢量燃气舵三维气-固两相流的数值分析

该文采用高雷诺数下的RNG k-ε湍流模型和欧拉-拉格朗日两相流模型,分析了推力矢量发动机燃气舵气-固两相绕流流动,模拟了燃气舵表面的温度、压力等参数的分布,得到了燃气舵升力和阻力随舵偏角的变化曲线。将模拟结果与纯气相状态下燃气舵的数值仿真结果进行比较,结果表明:与纯气相相比,当舵偏角小于25°时,含固体颗粒的两相流的升力增大,阻力没有变化;舵偏角大于25°时,两相流的升力和阻力均小于纯气相流。研究还表明,颗粒的加入对燃气舵表面的压力场影响不大,但对温度场影响较大,造成燃气舵整体温度升高。

基于数值分析的冰箱门体结构优化

抑制门体变形、降低生产成本,是冰箱门体结构优化设计必须解决的难题。本文基于热力耦合的有限元方法,利用ABAQUS软件对冰箱BD-188W门体在较大内外温差载荷作用下产生变形的机理进行研究,并提出了抑制门体变形的最优化方案——内胆结构优化。试验证明,优化后的门体边侧最大变形为1.84mm,符合门体变形控制在2.5mm内的企业内控标准。

基于结霜试验的冷藏室回风口优化分析

对一个典型风冷冰箱的蒸发器在不同冷藏室回风口下进行了结霜工况的实验研究,包括回风口大小、回风口位置、回风口形状等对蒸发器结霜的影响,通过分析给出了回风口设计的依据。结果表明:不同的回风口对结霜的影响差别较大;相对于蒸发器,冷藏室回风口的大小要适度,并且以对称为佳。

冰箱跌落冲击仿真分析及包装结构优化

基于显式动力学理论,本文对冰箱进行跌落仿真分析并提出优化方案。依据相关标准对冰箱正跌与后角跌落两种工况进行仿真分析。仿真结果显示冰箱采用原方案的包装底垫进行跌落时,冰箱的发泡腿应力大于材料的屈服极限,且压缩机底板变形量达到10.7mm超过试验标准允许范围。试验结果原方案包装底垫不能通过跌落测试。结合仿真分析与动力学相关理论提出包装底垫的优化方案。底垫优化方案仿真计算结果显示冰箱跌落冲击加速度、发泡腿应力以及压缩机底板变形均小于原方案的跌落数据。经过试验验证底垫优化方案通过测试。

基于CAE技术的冰箱跌落底梁变形优化研究

某型号冰箱在开发过程中,包装跌落测试底梁变形问题一直无法得到有效解决。通过仿真跌落技术模拟实验测试过程,发现冰箱裸机结构强度与包装结构是一对矛盾体。该型号冰箱底梁结构跨度长,抗冲击性能差,单纯通过优化包装结构很难解决底梁变形问题。本文通过综合优化底梁和包装结构,使底梁塑变由0.7%降到0.13%,下降率达78.6%,低于参考等效塑性应变0.4%,该型号冰箱底梁变形问题得到有效解决。

太阳能冰箱的研究及应用前景分析

在常规能源日渐耗尽和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,推广太阳能冰箱可以使有害气体的排放量得到大幅削减,有利于减轻对大气的污染,并将推动国内能源的可持续利用。

基于OptiStruct的活塞式压缩机壳体VTF仿真分析及形貌优化

全封闭式往复压缩机的噪声主要来源于壳体的声辐射,薄板辐射声压与其表面法向振速幅值有关,可通过优化板厚、加强筋肋、薄板刚度等参数来实现薄板结构表面法向振速的控制。通过对压缩机壳体进行VTF(振动传递函数)仿真分析,寻找上下壳体振速最大的位置,并基于OptiStruct对压缩机壳体进行形貌优化,在壳体上优化出最佳的加强筋位置、形状及尺寸,指导壳体加强筋的设计。对优化后的壳体结构进行模态及VTF仿真校验,第一阶固有频率提升8.5%,第二阶固有频率提升3.0%,壳体响应点法向振速MAX值降低23.6%,并低于目标值。通过振动及近场声压的试验验证,结果表明在峰值72 Hz处振动加速度降低了21.5%,近场声压在2500 Hz频带以内及10000 Hz以上均有降低,验证了基于OptiStruct的形貌优化仿真方法在提升压缩机壳体面刚度及降低辐射噪声的有效性。

基于有限元仿真的冰箱搁架玻璃厚度估计算法

冰箱搁架玻璃若厚度选择不当,将影响经济性和产品品质。针对设计人员无法确定冰箱玻璃搁架厚度的问题,开发出一款可快速推荐玻璃使用厚度及相应变形量的软件。首先,采用实验及CAE分析相结合的方法,建立冰箱玻璃搁架有限元模型,并通过与实验对比确定分析模型的准确性。然后通过仿真分析,分别研究了搁架深度、宽度和玻璃厚度对变形量的影响大小。以此为依据,建立可代表玻璃全部尺寸的312个有限元模型,得出12条与变形曲线相近的趋势线,即玻璃变形量与其结构属性关系的12个数学公式。在此基础上使用VB语言开发出璃厚度选优软件,实现快速输出玻璃的优选厚度与变形量的功能。

池沸腾噪声产生机理研究及其控制技术

对池沸腾噪声产生机理进行了分析,通过研究气泡演变过程与噪声的关系,确定了气泡破裂噪声是池沸腾噪声的主要声源。从气泡动力学角度对气泡进行了受力分析,确定底壁接触角与气泡半径的关系,即随着接触角的增加,气泡半径呈增大趋势。采用VOF方法对气泡脱离行为进行数值模拟,研究了底壁接触角对气泡尺度及脱离时间的影响。通过接触角与噪声实验,发现随着接触角的增加,最大声功率呈递减趋势,验证了调整接触角大小可控制气泡尺度,进而抑制噪声大小的结论。

基于落球实验的冰箱钢板门护板优化设计与分析

为了解决钢板门冰箱在运输过程中发生的外观损伤问题,基于冰箱正面落球实验,建立钢板门受落球冲击的仿真模型。导入由相关试验获取的材料参数,并对模型和材料进行了简单介绍。对比分析并验证了落球实验在无防护、单独瓦楞纸、单独EPS护板,以及瓦楞纸与EPS护板组合等4种状态下门体的损伤情况。重点对决定实验结果的缓冲槽和减重孔进行仿真分析,以此找出防护力不足的根因。最后根据分析结果对减重孔结构进行优化,给出优化后的设计方案并进行验证,此方案可为护板防护相关的标准制定提供理论依据。