高速子弹侵彻Ti6Al4V合金的热力耦合分析

基于动力学、温度-位移关系和几何非线性原理,采用Johnson-Cook本构模型构建起高速子弹撞击Ti6Al4V数值分析模型,研究了不同速度下子弹着靶时剩余速度的变化及靶板的温升特性及靶板的瞬态应力变化规律进行了分析;分析了距离撞击点不同位置的应力变化规律及碰撞时上下表面的应力变化情况,并分析了子弹撞击Ti6Al4V合金板过程中的冲击能量突变过程。结果表明:通过对比不同速度子弹侵彻Ti6Al4V的数值分析模型,得出子弹初速度大小是影响侵彻过程中各参数变化的重要因素;随着初速度的增大,其碰撞时间减小且剩余速度随初速度的变化规律近似线性递增;碰撞过程中子弹动能转化为整体内能使温度上升,碰撞区域温度随速度增大而增大;瞬态应力的大小及传递速度随子弹速度变化而改变,速度越大,碰撞中心弹性和塑性变形越剧烈,应力值越大。

新工科背景下基于航空产业学院的协同育人模式探索

新工科背景下,面向中国教育现代化2035,深化产教融合和科教融合,结合学校、企业等多主体育人优势共建航空产业学院是航空领域专业人才培养模式改革创新的趋势。基于航空产业学院探讨校企“产、教、科”融合互促的协同育人模式,协同进行航空类专业群建设,共建人才培养体系;协同建立航空专业师资体系,打造一专多能的师资队伍;协同开展航空领域科技攻关,提升师生科研创新能力;共建产学研协同平台,打通资源共享渠道,剖析了航空产业学院的协同育人具体路径选择,切实提升学生的工程应用能力、技术研究能力和创新创业能力,为提升航空产业学院的育人内涵和航空类专业人才培养提供新思路。

新工科背景下地方本科高校产业学院建设路径探索--以ZUA为例

在国家新工科战略背景下,以地方本科高校为例,从产业学院内涵、特色产业学院的建设要素、航空特色专业群、产学研平台、科研服务模式以及人才评价机制等方面探索了航空产业学院的建设路径,为地方本科高校建设具有新工科特征的特色产业学院提供路径参考。

顶部灯箱影响汽车气动力的数值仿真分析

汽车行驶和飞机航行尤其高速运动时气动阻力的降低有利于节能减排和提高使用经济性。文章基于构建的一种出租汽车及顶部灯箱几何简化模型,应用FLUENT流体软件和RANS方法开展汽车模型空气流场仿真建模和数值模拟计算,选用二阶迎风离散格式,车速按60 km/h和120 km/h,雷诺数为0.51×107和1.01×107。研究表明:在高、低两种车速下汽车模型都能产生或多或少的气动下压力,尤其在高速行驶时顶部灯箱纵置比横置方式汽车整体所受气动阻力明显要小。

颗粒增强钛基复合材料磨削试验与仿真研究

采用单层钎焊CBN砂轮开展了颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)磨削试验,对比研究了在磨削TC4钛合金和PTMCs时,磨削用量对磨削力与磨削温度的影响规律,利用有限元仿真研究了PTMCs材料去除演变过程。结果表明,磨削过程中PTMCs的磨削力较TC4增加了15%~30%,磨削温度提高了7%~11%,PTMCs比TC4钛合金更难加工;PTMCs材料去除过程为TC4基体材料的延性去除和Ti C增强颗粒的脆性去除,脆性去除形成了磨削表面孔洞缺陷;当磨削速度从120 m/s降到20 m/s时,磨削表面孔洞缺陷深度由0.8μm增至3.5μm,增加了约3.4倍;提高磨削速度可以降低增强颗粒脆性去除对PTMCs磨削表面孔洞缺陷的影响程度。

新工科背景下地方院校航空宇航硕士课程体系构建

近年来,我国地方省属本科航空航天类院校发展较快,其航空宇航科学与技术学科正处于新工科背景下凝练自身学科特色的发展阶段,相对应的航空宇航科学与技术硕士研究生课程体系也正处于逐步完善的过程中。以郑州航空工业管理学院为例,通过总结我国部属高校、军事院校、科研院所、省属高校航空宇航科学与技术一级学科硕士点的发展现状,对比分析不同类别高校航空宇航硕士研究生课程体系的主要特点,针对地方院校航空宇航硕士研究生人才培养的课程体系建设展开研究。提出符合新工科发展背景下思政教育、能力培养、专业实践互为支撑融合的航空宇航硕士研究生课程体系,为地方院校航空宇航科学与技术硕士研究生高质量培养提供借鉴。

基于混合教学理念的《航空发动机原理》教学模式探索

随着信息技术逐步深入到高等教育教学改革实践中,文章结合《航空发动机原理》课程的教学实践,在混合教学设计的基本需求分析的基础上,构建基于混合教学理念的教学模式,实现培养学生自主学习能力、创新能力和提升教师素质和教学科研能力的目标,达到构建可持续发展的教与学教学模式的目的。

OBE理念与混合教学理念相结合的教学探索与实践——以《航空叶片机原理》课程为例

基于以学习成果为驱动力的OBE理念和以追求学习"最优化"为目的的混合教学理念的结合,通过对《航空叶片机原理》课程学习成果的合理定义,对课程进行教学过程的反向设计,以指导课程教学改革实践正向实施,以学生为本,引导学生自主探究,实现培养学生的自主学习能力、综合应用能力、创新思维能力和职业综合能力的目标,形成该课程教学效果持续优化的良性可持续循环机制。

光热太阳能与风能互补清洁供暖系统特性分析

为解决化石燃料燃烧带来的环境污染问题,文章提出了一种太阳能与风能互补供暖方案,包括太阳能集热系统、储热系统、风能收集系统和热泵系统。通过EBSILON软件将各组件进行合理耦合,对完整系统进行仿真计算与运行特性分析。结果表明,在郑州供暖季期间,冷凝器换热量和循环冷却水出口温度都与太阳辐射能的变化趋势相同,冷凝器换热量在1596.957~2440.327 kW变化,且冷凝器循环冷却水出口温度在87.133~96.155℃波动;聚光场太阳能光学转换效率与太阳直射辐射能变化趋势相反,最大值为68.892%;冷凝器换热量与太阳能集热系统的出口温度变化趋势亦相反。该仿真结果可为太阳能与风能互补供暖系统的设计与工程化应用提供一定科学依据。

基于多孔介质模型的网格畸变屏特性研究

以圆形管道内垂直于来流的圆形和环形网格畸变屏为研究对象,通过基于多孔介质模型的Reynolds-averaged Navier-Stokes方程对其产生的流场进行计算分析,得到了圆形管道内网格畸变屏特性的规律性结果,并通过了风洞实验的验证。计算和实验的结果均表明,在圆形管道内,相同面积比的圆形和环形网格畸变屏对流场的作用规律基本相同;具有相同压力损失系数的网格畸变屏的面积比越大,其后亏损区和非亏损区的速度越高;相同面积比的网格畸变屏的压力损失系数越大,其后亏损区与非亏损区域的速度差越大。

水速对潜射导弹出筒流场和弹道影响

为了研究水流速度对潜射导弹出筒过程的影响,基于混合多相流模型、Singhal空化模型和导弹动网格技术对不同流速下导弹弹射出筒过程流场进行数值计算,获得了考虑肩部空化现象的导弹出筒多相物理现象和发射装置载荷。结果表明,流速带来了流场的不对称;随着流速的增加,迎流面空泡长度减小,背流面空泡长度增加;导弹迎流面壁面压强大于背流面压强,从而形成侧向力,弹体在水流方向发生偏转。研究结果对于水下发射理论研究和工程应用具有指导意义。

基于EBSILON的中低温槽式光热发电系统运行仿真与性能分析

槽式聚光太阳能热发电系统适合气象资源较差的中低温热源能量回收。本文以中低温槽式聚光太阳能热发电全系统为研究对象,采用北京某地区典型年气象数据,对相互耦合的3个关键环节槽式聚光集热系统、储热系统、热功转换系统分别建立独立的数学模型,最终基于EBSILON仿真软件开展了"春分""夏至""秋分""冬至"4个节气日下系统的变工况运行特性研究,分析了机组发电输出功率、槽式聚光器光学转换效率、基本循环热功转换系统逐时效率和全系统光热转换效率等4项指标。结果表明:中低温槽式聚光太阳能热发电全系统在该典型年下,春分日的发电输出功率和基本循环热功转换系统逐时效率都较高;而秋分日槽式聚光器的光学效率和全系统的光热转换效率则表现较优。该研究结果可为中低温槽式光热发电机组的运行提供参考。

单罐熔融盐蓄热装置蓄热特性数值模拟

针对单罐熔融盐蓄热装置的斜温层厚度增加导致蓄热效率降低的问题,采用Fluent仿真软件,对蓄热流体在不同进口流速、进口温度、多孔介质的比热和导热系数下的斜温层厚度进行数值模拟。模拟仿真结果表明:增大进口流速会增大斜温层厚度,而增大进口温度会略微降低斜温层厚度;添加多孔介质可以降低斜温层的厚度,并且多孔介质材料的比热越大、导热系数越小,蓄热效率降低效果越明显;在进口温度700 K、进口速度0.01 m/s时,添加比热为2000 J/(kg·K)、导热系数为1 W/(m·K)的多孔介质材料,可以使斜温层厚度由32.5 cm降至22.5 cm;同样情况下,比热为1600 J/(kg·K)、导热系数为10 W/(m·K)的多孔介质材料只能使斜温层厚度降至29.5 cm。因此,选用进口速度较小、进口温度较大的蓄热流体或者选用比热较大、导热系数较小的多孔介质材料更有利于减小斜温层厚度并提高蓄热效率。

无人机金属零部件的装配方法研究

科学的不断发展,无人机受到越来越多国家的重视。无人机是一种有动力、可控制、能携带多种任务设备、执行多种任务,并能重复使用的无人驾驶航空器。对无人机的装配环节进行装配单元划分和装配方法分析,建立无人机金属零部件的装配整体框架。装配流程的顺利完成证明了模块化装配思想、部装和总装的装配理念和装配方案对无人机装配环节的合理性。

面向航空专业智慧教学的知识可视化应用探索

智慧教育是教育信息化2.0时代的新路径、新形态。智慧教育环境下,在挖掘知识可视化内涵、分析知识可视化技术发展现状、总结知识可视化技术应用优势的基础上,依据通用教学设计模型模型,探索航空专业教学中知识可视化应用路径,将知识可视化有机融入航空专业教学的各个环节,形成教学模型、教学方法、教学技术相结合的新的航空专业教学理论和实践体系,以降低认知负荷,优化教学效果,提升航空专业人才培养质量。

考虑燃气引流的燃气弹射开盖载荷研究

建立一种带有导流槽装置的考虑燃气引流冲击开盖的新型燃气弹射系统模型,采用燃气弹射试验验证了数值计算方法的可靠性,在此基础上,计算得到弹射过程流场、筒盖载荷、弹体内弹道曲线变化规律,研究了改变导流槽深度对开盖载荷的影响。结果表明,发射筒与弹体间隙之间的压强呈现不断增加的趋势,且压强的扩散速率比温度更快;当导流槽深度为20 mm时,弹体加速度在低压室燃气动力作用、弹体运动和导流槽导流区域变化共同作用下呈现先上升、后下降、再急剧上升的变化规律,弹体速度和位移均呈现上升规律,筒盖最大压强达到0.24 MPa,满足发射开盖载荷设计要求。随着导流槽深度减小,导流槽封闭时间提前,筒盖最大压强不断降低,当导流槽深度不小于12.5 mm时,均可满足开盖载荷要求。

以创新创业培养模式为导向的课程改革思路探究--以“航空发动机原理”课程为例

随着我国社会经济科技的飞速发展和高等教育教学体制的深化改革,针对创新型复合人才培养的需要和高校学生就业新形势,对“航空发动机原理”课程的教学现状及课程改革目标进行分析,存在忽视专创融合、实践环节偏少、考核方式单一化等问题,提出了以创新创业模式为导向,优化改革“航空发动机原理”课程教学实践的思路。优化课程教学内容,多层次、多维度地加大课程实践教学环节,基于创新创业教育推进教学方法和手段改革,完善课程评价考核体系,采取针对性措施加强对学生创新思维的训练,培养学生的创新创业潜能,增强学生的创新创业能力,实现“知识、能力、素质”全面培养的育人目标。

非设计条件下跨声速压气机性能分析

本文采用数值仿真方法研究了非设计条件下跨声速压气机的性能和流场结构特点,获得了不同转速下跨声速压气机的特性和流场结构的变化规律。结果表明:随着工作转速的降低,最大压比点对应的流量逐渐减小。由于通道激波与吸力面附面层相互干涉,吸力面叶尖前缘形成堵塞区,随着转速的降低,叶片通道内激波位置前移,激波强度减弱。

高空低雷诺数压气机叶栅气动性能数值研究

本文采用数值仿真方法研究了亚声速叶栅损失特性和流场结构在高空低雷诺数条件下的流动特点,获得了叶型损失系数和流场结构在不同雷诺数情况下的变化规律。结果表明:随着雷诺数降低,平面叶栅总压恢复系数分布以及叶栅尾迹区流动均发生剧烈的变化;随着雷诺数降低,零攻角与负攻角的吸力面尾缘分离区增大,且在20km时吸力面出现明显的分离涡;随着雷诺数的降低,分离涡逐渐后移。

无人机动力风扇端部造型增效技术研究

为了有效控制无人机动力风扇端区损失,提升无人机动力风扇效能,通过对无人机动力风扇转子NASA Roter 67进行叶片端部弯曲造型,分析端部弯曲造型对风扇性能的影响,探究叶片端部弯曲造型对风扇内部的影响规律及损失机理。研究表明,风扇转子叶片端部弯曲造型不仅改变了转子表面的压力分布,而且转子激波结构也发生较大改变。转子端部弯曲造型使得激波强度降低,风扇叶顶和叶中尾缘区域分离区明显减小,降低了流动损失,提高了风扇绝热效率,有利于无人机动力风扇增效。