NiTi合金球节点在抗震网架结构中的力学性能分析

NiTi形状记忆合金(简称SMA)的材料性能优越,但对其球节点球形式的应力、应变分布规律及承载力等方面的研究还是一片空白。该研究中,以唯象学模型为基础,选用双线性等向强化塑性模型,并使用等向强化屈服准则,分析了静荷载和地震波两种类型荷载,得出:(1)SMA材料球节点弹性变形大,可较好地缓解外荷载所带来的破坏影响;(2)SMA球节点具有良好的延展和韧性特性,是一种典型的延性结构体系;(3)SMA球节点可有效地抑制球节点结构在地震荷载下的响应。

等离子体气动激励对二维气膜冷却效果影响的机理

为了研究等离子体气动激励对二维气膜冷却效果的影响规律,基于等离子体气动激励唯象学模型,将等离子体气动激励对冷却气流的宏观作用等效为体积力,通过耦合求解体积力与Navier-Stokes方程,得到了气膜冷却的流场和温度场特性。计算结果表明:气膜缝出口壁面附近冷流经过等离子体气动激励作用后,速度水平分量提高较大,竖直分量提高较小;随着吹风比的增大,气膜缝出口冷流的流量和动量增加,气膜冷却效率增加,但等离子体气动激励对冷却气流的影响减弱,气膜冷却效率增加量减小。施加等离子体气动激励后,在各吹风比下,随着气膜缝倾角的增加,气膜冷却效率逐渐降低;等离子体气动激励等效体积力大小对气膜冷却效果有较大影响,气膜冷却效率随体积力的增大先升高后降低,存在一个最佳等效体积力值。

等离子体脉冲激励控制流动分离的数值研究

采用唯象学方法,将介质阻挡放电产生的等离子体对流体的宏观作用等效为体积力。通过求解带源项的Navier-Stokes方程,研究了激励器数量、激励强度、脉冲频率和占空比对超临界翼型sc（2）-0714流动分离控制效果的影响。仿真结果表明：脉冲激励能有效控制流动分离,激励强度增大,控制效果增强;在翼型前缘流动分离点前面布置几组激励器,可有效抑制翼型失速;脉冲频率使得斯特劳哈尔数为1时,控制效果最好;激励占空比为0.6时,仍能有效抑制翼型失速,同时大大降低了激励器所消耗的功率。

脉冲表面电弧放电对高超声速压缩拐角的非定常控制机理

近年来较多试验研究结果表明脉冲表面电弧放电等离子体对高超声速流动中激波位置和激波/边界层干扰有较好的控制能力。由于短放电时间、强电磁干扰和有限的放电区域,使得试验定量测量非常困难,多数试验仅获得了定性的纹影试验结果。为揭示脉冲表面电弧放电等离子体高超声速流动非定常控制机理,需要建立表面电弧放电等离子体与高超声速流动相互作用数值模拟方法。采用数值模拟和试验相结合的方法研究了脉冲表面电弧放电等离子体对高超声速压缩拐角流动的非定常控制机理。在理论分析和试验的基础上,建立了脉冲表面电弧放电唯象学模型,即将电弧放电产生的焦耳热作为空间功率密度源项添加到能量方程中,模拟脉冲表面电弧放电等离子体与高超声速压缩拐角流动之间的相互作用。与试验结果对比分析表明,不同时刻数值模拟纹影与试验纹影吻合,能较准确模拟电弧丝与流动之间的相互作用过程,验证了唯象学模型的正确性。非定常数值模拟结果揭示了电弧放电等离子体与双楔高超声速流动相互作用机理:表面电弧放电产生的局部焦耳热诱导形成近壁分离区,导致局部位移厚度增加,形成沿壁面移动的非定常虚拟楔,从而产生激波角随时间变化的斜激波,并与前楔激波之间形成包括激波反射在内的非定常激波/激波相互作用。放电形成的热气体团对后楔斜激波具有明显调控能力。在单脉冲放电控制过程中,最大减阻量约2%,最大俯仰力矩变化量约3%。