大气总温传感器数值计算耦合分析技术

借助自研软件开发及现有的商业软件建立阻滞室大气总温传感器模型,用UG软件构建几何模型,以商用Fluent软件模拟传感器的三维CFD数值,采用共形网格划分实现大气总温传感器的流体与固体界面网格匹配。采用Realizable k-ε湍流模型以及数值仿真批处理脚本的方法,对大气总温传感器流、固耦合仿真进行计算,提高了仿真计算效率。利用该方法对常温常压风洞对大气总温传感器的校准进行仿真分析,得出常温常压条件下马赫数大于1时,恢复修正系数基本不随马赫数变化。在常温、马赫数为0.6条件下,在静压条件±0.1atm时或总温条件为-25~45℃时,恢复修正系数变化幅度很小,数值仿真结果具有一定的准确性。

一种新型进气畸变设计体系研究

进气畸变实验是航空发动机气动稳定性评定的重要方法之一。为克服传统设计方法逼近目标畸变图谱准确性低、实验迭代次数多等缺点,提出基于丝网间距和多孔介质映射关系,采用Fluent设计目标图谱畸变网的设计体系。设计了稳态总压测试系统,完成了畸变发生器的实物设计及风洞试验,畸变指数误差小于1.5%。试验结果表明设计体系可以高精度、高效地模拟畸变要求。

基于仿真的航空发动机进气畸变系统设计方法研究

进气畸变试验是航空发动机气动稳定性评定的重要方法。本文提出一种基于仿真的畸变网设计框架,克服了传统设计方法无法准确逼近目标畸变图谱、实验迭代次数多的缺点。提出了将畸变网格简化为多孔介质模型,采用CFD工具逼近目标图谱的畸变网设计方法。最终完成了300mm尺寸的畸变发生器的实物设计及风洞试验,实际的畸变指数与设计目标误差小于1%,试验结果表明设计框架可以高精度、高效地模拟畸变要求。

扰流柱排内换热的实验研究

在来流雷诺数为２０００～１０００００的范围内，对装有扰流柱排的矩形通道内的局部换热系数进行了详细的测量，得到了扰流柱排强化换热的规律，对强化换热的机理进行了探讨。

进口热斑对涡轮级影响的非定常数值模拟

通过求解二维 N-S方程对涡轮级进口有温度畸变时的流场和温度场进行了非定常数值模拟。由于叶排间的相互运动 ,使叶片表面压力和叶栅通道内的流场呈周期性地变化 ;当涡轮进口有热斑时 ,热斑中的气流总温要高于周围气流温度 ,在通过涡轮级时 ,热斑中的高温气流会向转子压力面上迁移 ,导致转子压力面上产生热点。热斑的存在对涡轮级中的压力分布影响很小 ,但是严重影响温度场的分布。同时进口热斑相对导叶的位置对叶片表面温度的分布也有很大影响。

涡轮级进口温度分布不均匀时流场和温度场的非定常数值模拟

采用 Jameson的四阶龙格 -库塔法研究了高压涡轮叶栅进口有温度畸变时的涡轮流场。通过对一级涡轮叶排的非定常数值模拟 ,计算结果表明 ,由于叶排间的相互运动 ,叶片表面的压力呈周期性地变化 ,流场也是周期性地变化 ;当进口气流温度分布不均匀时 ,进口的热气流会向转子压力面上迁移 ,导致压力面上产生热点 ,使动叶表面温度发生很大变化 ,加入热斑对静叶栅内流场的影响较小 。

二维涡轮级的定常/非定常数值模拟

为了解定常与非定常计算差别对工程应用参考价值的影响 ,本文通过求解二维Navier Stokes方程 ,针对一级涡轮叶栅分别进行了定常 /非定常数值模拟。结果发现 ,对于叶片表面压力分布 ,第一排导叶定常计算与非定常计算得到一致的结果 ,但是在动叶上差别较大 ,尤其在叶排小间距时。当叶排间距拉大后 ,定常计算结果趋近于非定常计算结果时间平均值。

多通道涡轮级的流场/温度场非定常数值模拟

通过求解二维 N-S方程对多通道涡轮级进口有温度畸变时的流场和温度场进行了非定常数值模拟。相对于简化成单通道涡轮级的数值模拟得到更精确的结果 ,尤其是对温度场的模拟。改变热斑数与导叶通道数比会对动叶时均温度分布产生较大影响 ,动叶压力面温度分布所受的影响更大。

磨煤机内煤粉颗粒流的数值模拟

对磨煤机的三维几何模型进行了拉格朗日离散相模拟分析,得到了不同粒径、旋转分离器不同转速下煤粉颗粒的运动规律。研究了磨煤机内煤颗粒粒径和旋转分离器喉口尺寸对分离效率的影响,指出通过放大旋转分离器喉口尺寸,在不增加磨煤机压力损失的前提下可以提高煤粉分离效率及改善煤粉的细度分布。

涡轮级内湍流度影响的非定常数值模拟

通过求解二维雷诺平均Navier Stokes方程 ,数值模拟了不同进口湍流度下的涡轮级中的非定常流场及温度场。结果表明 ,增大湍流度对叶栅通道内时均压力分布影响很小 ,但是对涡轮级中的温度分布会产生很大影响。当涡轮进口有热斑存在时 ,增大湍流度将会使热斑中的热流体温度扩散更快 ,从而叶栅通道中的温度场分布趋向均匀 ,同时动叶压力面侧与吸力面侧的时均温度差别减小 。

引发思维的提问策略

适时有效的提问是课堂教学的重要手段之一。教师的提问决定着学生思维的方向和思维的深度。掌握提问原则、把握提问时机和讲究提问方法,对启发学生的思维、培养学生的问题意识和质疑能力有着不可低估的作用。

客车挡风玻璃除霜性能试验与数值模拟

保持前车窗良好的视野是客车安全驾驶所必须的,提高挡风玻璃的除霜性能是实现这一目标的前提。通过计算流体力学仿真手段对客车的除霜系统进行了细致的数值仿真,得到车内以及挡风玻璃附近气流的速度、温度等参数的分布。试验是在一真实尺寸客车上进行的。计算同试验结果对比表明,挡风玻璃表面的最大温度偏差不超过4℃,分布规律相似。计算流体力学仿真技术被证明是1种有效的手段,可以用于客车挡风玻璃的除霜设计中。

涡轮平面叶栅端壁附近的流动和损失

用五孔针对涡轮导向叶栅流场作了详细测量,着重研究了端壁附近的三维流动,分析了叶栅中的二次流现象和流动损失机理。在实验中清楚地探测到了通道涡和马蹄涡的两个分支。实验发现通道涡主宰了整个二次流流场,马蹄涡吸力面分支在与通道涡的相互作用过程中强度逐渐减弱直至消失。在062Cx截面及其下游截面的吸力面附近,还发现了一个显著的低速高损失核,该核在吸力面上向上爬升并一直延续到叶栅下游。

白藜芦醇通过SIRT1/AMPK信号通路减轻MPTP诱导的小鼠多巴胺能神经元丢失

目的观察白藜芦醇(RV)对帕金森病(PD)小鼠的神经保护作用,并探索其发挥神经保护作用的可能机制。方法将48只小鼠随机分为CON组、MPTP组、RV+MPTP组和EX527+RV+MPTP组,每组12只。腹腔注射MPTP建立PD小鼠模型,并给予RV灌胃、SIRT1特异性抑制剂EX257腹腔注射处理,利用免疫荧光、western blot等检测相关蛋白表达。结果给予RV后,与MPTP组相比,RV+MPTP组SIRT1蛋白表达显著增加(P<0.001),p-AMPK蛋白水平显著升高(P<0.01),Cleaved caspase 3蛋白水平显著下降(P<0.01),小鼠黑质区TH阳性神经元丢失率明显降低,纹状体组织中TH蛋白表达显著增加(P<0.01)。给予EX527后,阻断了RV的上述作用,p-AMPK蛋白水平显著降低(P<0.01),Cleaved caspase 3显著升高(P<0.01),小鼠黑质区TH阳性神经元丢失率明显升高,纹状体组织中TH蛋白表达显著下降(P<0.001)。结论 RV可能通过激活SIRT1/AMPK信号通路,SIRT1与AMPK相互调控,减少MPTP小鼠黑质区多巴胺能神经元丢失。

小能量点火脉冲爆震发动机DDT过程数值模拟

模拟了以小能量点火触发爆震的脉冲爆震发动机工作过程。采用有限速率化学反应模型,通过二阶迎风格式差分逼近二维欧拉方程,模拟以丙烷和空气为可爆混合物的脉冲爆震起爆和传播。采用CFD软件中spark ignition模型模拟实验中电火花塞点火。在模拟过程中可以清楚地观察到DDT过程。通过与CEA程序计算结果比较,发现两者C-J值误差小于4%,说明所采用的计算方法和网格生成方法可以用于小能量点火触发爆震的多循环数值模拟。

扰流柱排内压力场的实验研究

在小型风洞上，测量了叉排型短扰流柱排内的压力场分布，得到了叉排型抗流柱排内压力场的详细分布情况，发现在扰流柱排壁面上压力较高，沿高度方向到对称面，截面上压力逐渐减小。

单屏式多点气流温度传感器现场校准工况参数影响分析

采用数值仿真的手段对燃烧室试验环境下单屏式多点气流温度传感器进行仿真计算,改变温场、流场环境,分析研究了来流总温、来流总压以及马赫数等工况参数对单屏式多点气流温度传感器的测量结果的影响规律,并用试验进行验证。数值模拟结果表明:在燃烧室试验环境下,单屏式多点气流温度传感器的测温偏差随着来流总温的增大而增大,每增加1000 K,测温偏差增大约2 K;随着来流总压的增大而减小,每增加100 kPa,测温偏差减小1 K左右;随着来流马赫数的增大而减小,马赫数每增加0.1,测温偏差减小0.7 K。以上结论可为燃烧室试验中气流温度参数的现场校准提供参考依据。