基于L-M算法的液体火箭推力室壁面热流密度测量方法

为获取液体火箭推力室热防护方案构建的基础数据,结合单点瞬态法,提出了基于L-M算法测量壁面热流密度的方法。通过模拟热流密度分析算法中关键参数对求解精度的影响,给出关键参数的选取建议。在此基础上,对过氧化氢煤油推力室典型试验工况进行热流密度测量。结果表明:圆筒段末端壁面热流密度为3.35MW/m^(2),喉部位置单组元工况下壁面热流密度为2.21MW/m^(2),双组元工况下壁面热流密度为10.59MW/m^(2),热流密度变化过程与室压变化过程完全对应。变工况过程中近壁处燃气温度存在恢复过程,燃气温度稳定后,壁面热流密度也达到稳定状态。本文提出的方法可迅速、准确地测量推力室壁面热流密度。

背风壁面热流对开窗建筑颗粒传播的影响

以汽车尾气释放的细微颗粒作为污染物研究对象,选取某住宅小区为背景建立了相应的物理模型。以三维湍流模型为基础,采用CFD软件在不同背风壁面热流密度情况下,对不同风速、不同风向工况下的开窗建筑周围流场进行了数值模拟计算,分析了不同情况下颗粒浓度分布的规律。结果表明:背风壁面有热流的开窗建筑,偏向风更有利于建筑街区内部的颗粒污染物随风向建筑外侧的运输;风速对不同位置处的颗粒的稀释作用是有一定临界值的,超过临界值则会阻碍颗粒物的传播;背风壁面热流所形成的热效应对流场以及污染物的影响视风速大小不同而有所差异,对于较小风速,颗粒污染物的传播主要受热泳力的驱动,而较大风速时,风场则起着主导作用。

高压涡轮非对称叶冠表面热负荷特性研究

高压涡轮带冠叶片工作于高温、高压和高转速的恶劣环境中,导致叶冠容易发生掉块现象,这严重威胁到燃气涡轮发动机的安全运行。因此,有必要研究不同参数对涡轮叶冠表面热负荷变化的影响以及作用机制,该文着重分析不同叶冠结构、宽变工况对叶冠表面热负荷变化的影响,同时,根据叶冠表面壁面热流密度的分布和变化规律,对叶冠结构形状进行改进,最终达到降低叶冠表面热负荷的目的。研究结果表明:由于篦齿的密封作用,叶冠后缘容腔内的泄漏流流动比叶冠前缘稳定,导致叶冠后缘的壁面热流密度分布比前缘更加规律。宽变工况条件下,主要通过影响叶冠前缘的壁面热流密度分布进而改变叶冠表面的热负荷。最后发现对叶冠后缘切削10%的面积,可以降低叶冠表面热负荷高达19.2%,这为今后新型涡轮带冠叶片设计提供参考。

IVR中熔融堆芯被牺牲性材料稀释后的传热计算

应用牺牲性材料的堆芯熔融物稀释方案是先进轻水堆中一种新型的严重事故缓解措施。严重事故发生时,掉落的堆芯熔融物被氧化物牺牲性材料(OSM)稀释,导致熔池结构发生翻转,因此计算翻转后熔融池的传热行为是进行牺牲性材料筛选和评价稀释方案可行性的重要研究内容。本文计算了容器内滞留(IVR)中熔融堆芯被Fe3O4、TiO2和Al2O33种候选OSM稀释后压力容器壁面的热流密度分布。研究发现,布置OSM后,上腔室结构在强烈热辐射的作用下会熔化掉落。随着OSM布置量的增大,压力容器壁面最大热流密度减小,当布置15m3的OSM时,压力容器伸长约2m,此时壁面最大热流密度较未布置时减小约45%,且当布置相同体积的OSM时,Fe3O4导致的壁面最大热流密度减小最多。此外,UO2-ZrO2-OSM三元混合物的熔点高低会对氧化物层表面是否结壳产生影响,从而影响壁面最大热流密度。