液氢贮箱停放过程中的力热分析

为了寻找到运载火箭长时间停放过程中液氢贮箱的最经济液位,用于制定合理的发射流程以及紧急处置方法,采用计算流体力学(CFD)技术,对某型运载火箭停放期间液氢贮箱的力、热情况进行了仿真计算和分析。计算选用了VOF(Volume-of-fluid)两相流模型以及Lee相变模型,为了提高Lee模型在不同压力情况下对相变过程的模拟精度,采用安托因方程修正了该模型。修正后的模型首先由试验数据校验了其精确性,随后开展的液氢贮箱停放过程仿真结果表明:贮箱的竖直方向与径向均存在温度分层的现象,液相内会形成大的漩涡,该漩涡会使得冷热流体不断进行热交换,并导致贮箱内部的液氢出现气化。贮箱停放期间蒸发率最大值超过2 m^3/h,发生在停放4 h左右;而贮箱液位充填至37 m^3以上或17 m^3以下时蒸发率较低,最小值接近1 m^3/h。

常温及低温容器充放气模型研究

为了寻求一种可准确、高效计算容器充、放气过程的方法,进而满足液体火箭动力系统工作时序设计的要求,基于开口系能量方程、理想气体状态方程以及不同流动状态下的质量流量方程,利用集总参数法编制了计算程序。利用该程序分别对一个常温氮气瓶的充、放气过程以及一个以氮气为增压介质的液氧贮箱放气过程进行了计算模拟。计算结果表明:该模型对常温容器的充放气过程有较好的计算精度;对于低温液氧贮箱来说,由于容器内存在热分层现象,放气降温过程带来的氮气相变以及压力降低后氮气从液氧的逸出等原因,使得该模型计算存在一定偏差。

某型运载火箭一子级动力系统试验尾流辐射场的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)技术,对某型运载火箭动力系统试验时尾流辐射场进行了数值模拟。计算采用氢氧单步燃烧反应模型,标准k-ε湍流模型获得燃烧流场,同时利用P1辐射模型法考虑热辐射的影响,并引入灰气体加权模型确定气体介质的辐射特性。仿真结果同试验结果进行了对比分析,结果表明,箭体底部的换热方式以辐射换热为主,P1辐射模型可以有效地预测火箭发动机尾流辐射场。

某大型运载火箭动力系统试验的数值模拟

为了评估试验风险,并为试验台的热防护设计提供依据,采用CFD技术对某大型运载火箭动力系统试验进行了数值模拟,获得了发动机尾流流场,并对试验台的安全性进行了初步分析。计算中,采用氢氧单步燃烧反应模型,考虑尾流燃气与空气的燃烧,湍流模型选用了标准k-ε模型。仿真结果表明:钮腿主体结构安全,但根部应加设防辐射层;导流槽底部结构安全;试车台井口附近会有大量的空气被抽吸,井口附近设备应重点加固。

某型发动机尾流场热环境测量及数值模拟研究

对某型液体火箭发动机的尾流温度场及辐射场进行测量,采用计算流体力学技术对尾流场进行数值模拟,仿真结果同试验结果进行对比分析。结果表明:加载辐射模型后尾流温度场的预测更准确,发动机前部辐射场由喷管外壁的固体辐射及燃气的气体辐射构成,而远离发动机的区域主要气体辐射构成,P1模型可以有效预测液体火箭发动机尾流辐射场。

发动机试验富燃气体安全处理技术发展综述

首先介绍了液体火箭发动机试验过程富燃气体的排出方式以及安全处理的必要性。文中总结了国内外最具代表性的液体火箭发动机试验冷氢排放处理所采用的高空排放、火炬烟囱和燃烧池三种不同方式的特点、工作原理和典型试验台的应用情况。重点介绍了惰性气体吹除、被动燃烧和主动燃烧三种富燃燃气安全处理方式及不同富燃燃气处理方式在不同试验台的应用情况。所总结的液体火箭发动机试验过程富燃气体安全处理相关技术可为大推力氢氧发动机试验台燃气安全处理研究提供借鉴。

液氧加注过程热力性能分析

为满足某型号运载火箭动力系统试验液氧加注温度要求,需对加注过程进行热力性能分析。通过对常规氧加注过程因漏热和流阻损失引起的温升、液氧泵效率损失引起的温升进行理论计算,得出常规氧加注过程液氧温度变化规律。此外,通过对过冷氧温度掺混特性进行理论计算和数值仿真,得出过冷氧加注的热力性能。上述分析结果与实测数据进行了比对,结果表明,理论分析结果与实测结果吻合性好,液氧加注过程热力特性分析方法正确可行。

抗有机磷农药单链抗体cDNA文库的构建与鉴定

为了获得针对不同有机磷农药的单链抗体,以人工合成的2种有机磷农药(杀螟硫磷和毒死蜱)抗原免疫小鼠,测定抗血清效价后,提取小鼠脾细胞总RNA,设计引物,通过RT-PCR扩增得到片段大小分别约为400bp和700bp的小鼠重链、轻链可变区基因,再利用融合PCR连接重链、轻链可变区,构建抗有机磷的单链抗体cDNA文库,片段约为1 100bp。将构建的cDNA文库与pMD18-T载体连接并转化大肠杆菌DH5α,测序分析表明,所构建的文库片段互补决定区序列变化明显,多样性好,为进一步筛选抗有机磷的高特异性、高亲和力单链抗体奠定了基础。

无负载工况液氧加注流量调试方法研究

针对某新建动力系统试验台液氧加注需求,设计阻力孔板流量调试方案。采用理论计算的方法确定孔板直径,并对加装孔板后的管路流场进行数值模拟,验证了设计的合理性。采用经验证的孔板进行流量调试,得到与各流量输出值相匹配的系统运行工况,将调试得到工况运用于实际的动力系统试验并对结果进行对比分析。结果表明,动力系统试验中液氧加注实际工况与流量调试所确定的工况吻合性好,采用孔板的流量调试方法合理可行。

火箭发动机试验台中低温甲烷的安全排放研究综述

首先对气、液态甲烷的危险特性进行了分析,针对危险性最大的重气扩散过程,详细分析了其形成机理及影响因素。随后对国内外重气扩散问题的相关研究进行了全面的梳理和总结,在试验方面,介绍了Burro、Coyote和Falcon系列大型重气扩散经典试验;在理论分析和数值仿真方面,概述了典型重气扩散模型的基本原理及优缺点,针对CFD方法在重气扩散模拟上的应用进行了较为细致的介绍。最后结合液氧/甲烷发动机试验台的具体排放需求,提出了高空排放、燃烧处理及围堰排放三种排放方式,叙述了各自的工作原理、优缺点及其适用范围,并结合重气扩散特点相应地给出优化方案。

重气泄漏扩散过程数值模拟

为研究重气泄漏扩散特性,采用多相流计算流体力学(CFD)模型对Burro现场试验进行了模拟。通过模拟结果与试验数据的对比完成了模型的验证,随后基于模拟结果分析了重气泄漏扩散行为特点,结果表明重气扩散行为主要沿地表进行,大气风虽然能够一定程度上抑制其上风向与展向扩散,但是在浓度差与重力下沉现象的作用下,重气云团仍然能够在上风向、展向扩散相当远的距离。最后,对重气云危险域在各个方向上到达的最远距离进行了对比分析,并对其变化机理进行了分析。

玉树市地质灾害监测预警系统建设

玉树地质灾害预警系统的建设为地质灾害实时监测提供了有力支撑,在灾害发生后为领导决策提供第一手的监测信息及辅助决策资料,实现决策层与现场的移动互联。

液氧煤油并行加注安全性试验论证

液氧(LOX)煤油因推力大、密度比冲高、经济性好,是目前主流的液体火箭推进剂组合。但目前仍广泛采用的串行加注流程存在加注发射流程长、煤油加注后温升显著等不足。为实现液氧煤油并行加注的工程应用,通过氧气煤油封闭试验、液氧煤油泄漏试验和安全边界试验迭代开展了安全性试验论证。结果表明液氧煤油并行加注的安全性控制指标为煤油蒸气浓度小于1.80%,可通过控制煤油温度低于62.2℃或蒸气温度低于41.8℃实现。对发射场液氧煤油的典型泄漏工况,即使在气温为40.0℃、密闭等极端环境条件下煤油蒸气最大浓度仅为0.53%,因此并行加注仍是绝对安全的。研究成果已在某中型液氧煤油运载火箭2022年以来的发射服务中应用,实现了加注流程优化64%,发射日流程优化33%。

低压涡轮叶栅流动中转捩模型的校验及改进

为评估并提高现有转捩模型的预测精度,采用计算流体力学(CFD)软件FLUENT 12.1,选取层流模型、全湍流模型、剪切应力输运(SST)低雷诺数模型、k-kl-ω模型以及γ-Reθ模型对低压涡轮叶栅T106-EIZ进行数值模拟,通过与实验数据的对比校验了后3种模型对于转捩以及相关参数的模拟能力,并对结果以及模型的作用机理进行分析,校验结果表明所有模型都不能准确地预测分离流转捩以及尾迹诱导转捩。选取预测效果较好的γ-Reθ模型进行了修正,提出通过修改间歇因子输运方程中的参数ca1和ca2的方法来修正该模型,结果表明该方法可以提高模拟精度。

液氧煤油掺混及燃爆特性试验研究

为研究液氧煤油掺混及燃爆特性,建立部分受限空间试验系统以模拟发射场应用场景,开展液氧煤油掺混及燃爆特性试验。试验结果表明,液氧、煤油同时泄出并掺混时,煤油、氧气浓度均存在一个先上升后下降的过程;当煤油温度为65℃、点火激励为5.9J时,即使是发生液氧泄漏,液面上方布置的测点处仍未达到燃爆条件;煤油温度提升至80℃时,液氧持续泄出仅约20s时成功起爆,点火时刻煤油蒸气浓度1.31%,氧气浓度40.05%,氮气浓度58.64%,煤油/氧气浓度比值为0.033。

基于DPM的试验台导流槽喷水冷却数值研究

采用计算流体动力学(CFD)技术,对某型运载火箭动力系统试验时导流槽的热环境进行了分析。计算采用氢氧(H-O)单步燃烧反应模型,标准k-ε湍流模型获得燃烧流场,并采用离散相模型(DPM)模拟了试验台的喷水降噪系统和导流槽底部喷水冷却系统。随后,用经过校验的模型对某型号发动机试验台导流槽的设计参数进行了对比研究。结果表明:试验台的喷水降噪系统及导流槽底部的喷水冷却系统均对导流槽底部有冷却效果,两者同时工作时对导流槽底部的冷却有叠加增强效果;导流槽深度加大时或者喷水量加大时会对底部热环境的改善同样有增强作用。

社区融合:概念、结构与测量、前因后果及研究展望

社区融合是指个体参与社区活动的程度、与社区他人的人际距离以及对社区的认同感和归属感。它是一个多维的结构,受到人口学变量、人格等内部因素和物理环境、文化差异等外部因素的影响,对个体的身心健康与社区治理水平的提升具有积极的促进作用。然而现有的研究还存在社区融合的概念与结构不统一、研究方法单一并以特殊人群为主要对象等问题,未来研究需要进一步明晰社区融合的概念与结构、丰富其评估方法、扩大样本范围、深化其发生机制并推动社区融合的中国化研究。