燃烧过程中碳烟辐射特性预测方法评述

碳烟辐射特性研究对正确预测火焰连续辐射非常重要。对基于Rayleigh理论的经典碳烟光谱吸收系数和灰体吸收系数预测模型进行了详细综述与分析,并对与预测模型密切相关的碳烟复折射率研究状况和碳烟吸收系数模型常数的应用情况进行了分析总结,对碳烟聚合物辐射特性的预测方法进行简要概述。分析认为,目前燃烧碳烟辐射特性预测仍以传统的Rayleigh理论近似方法为主,但需注意模型常数的不确定性及选取。基于分形理论的碳烟聚合物辐射特性预测方法更加准确,但由于其自身的复杂性,目前主要以方法研究为主,鲜见用于燃烧过程中火焰辐射的模拟,因此火焰中碳烟聚合物的辐射特性预测仍有待进一步开展研究。

用于冲击/发散双层壁冷却数值模拟的源项法模型

为了避免冷却孔内的网格划分从而减小计算量,将源项法模型应用到冲击加发散双层壁冷却结构的数值模拟中,并分析了网格设置和负能量源离散方式的影响。结果表明:源项法模型能较准确地预测综合冷效的变化趋势;在本文计算范围内,当发散孔入口/出口处面上平均面网格数超过一定量时,数值模拟结果不再随入口/出口处面上网格密度而变化;发散孔热侧壁面附近第一层网格高度对计算结果影响较大,较合适的高度设置是小于或等于0.05倍发散孔直径;固体内负能量源对应源项应均匀地加载在多个体单元上。

激光类型对SiC/SiC复合材料孔加工的影响

SiC/SiC复合材料具有硬度高、脆性大等特点,属于典型的难加工材料,制备冷却孔主要采用激光加工的方法。毫秒激光与纳秒激光主要是利用光热作用迅速加热目标材料,使之熔融、气化,并借助高速气流来移除材料,由于纳秒激光的脉冲持续时间短、能量密度高,因此更容易实现材料的气化,并且引起的热效应较少。本工作分别采用毫秒激光与纳秒激光对SiC/SiC复合材料进行制孔,结果表明,对于直径0.6 mm、倾斜角度为25°的冷却孔,纳秒激光加工时长是毫秒激光的8.7倍;两种激光加工的孔均存在一定的锥度,其中纳秒激光加工的孔锥角为2.12°,毫秒激光加工的孔锥角为1.49°。毫秒激光加工的孔内部、孔出口端与入口端均存在残留物,并且孔周边存在明显的重熔-氧化区与热影响区;而纳秒激光加工的孔内部无明显残留物,激光入口端出现变色现象,出口端无变色现象,无明显重熔-氧化区与热影响区。元素分析结果表明,两种激光加工过程中均能够引起材料的氧化。