Acquisition of Launch Vehicle Dynamic Characteristics Based on Numerical Simulation

and then in the absence of test data to establish the dynamic model.The issue was,how to accurately obtain the mode data of LM-8 with numerical simulations which directly affects the control reliability of flight.In this paper,various approaches to obtain the dynamic characteristics of LM-8 are described from the perspective of refined dynamic modeling and simulating,mode slope prediction,vertical modal test,etc.The numerical simulations were found to be in good agreement with the experimental data,and satisfied the requirements for the engineering application,which effectively supported the successful maiden flight mission of LM-8.

基于CFD的温度循环试验箱温度场均匀性优化研究

温度循环试验箱由于试验条件的严苛,容易存在温度均匀性不好的现象。为了改善温度循环试验箱的测试区域的温度均匀性,本研究采用先进的CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟技术,结合现代流体力学和传热学理论,建立了试验箱内部温度场的数学模型,并通过对比分析实测数据与模拟结果,揭示了当前设备在温度均匀性方面存在的不足,并提出了改变箱体结构的优化设计方案。实验结果显示,经过优化后的温度循环试验箱,其在测试区域的对流换热更加充分,内部温度场的均匀性得到了显著提升,有效地减少了温度分布的不均匀性,使得各点间的温度差异大幅降低。本文的研究,提高了试验数据的可靠性和精确度,确保了试验结果更好地反映被测样品的真实性能,同时也增强了试验箱整体工作效率和测试质量。

再生塑料改性混凝土力学性能研究及数值模拟

将再生ABS/PC塑料颗粒掺入混凝土中制成塑料改性混凝土,对该改性混凝土进行立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,研究了不同掺量再生ABS/PC塑料颗粒对混凝土力学性能的影响.基于二维圆形随机骨料模型,运用有限元方法进行单轴压缩细观数值模拟,得到了不同掺量下再生塑料改性混凝土的应力-应变曲线;将单轴压缩强度计算值与实验值进行了对比,结果表明:该方法能很好地模拟计算再生塑料改性混凝土的单轴抗压强度.

基于CFD技术的群体建筑风环境研究

采用基于Reynolds时均N-S方程和RNGk-ε湍流模型的数值研究方法,分别对具有风洞试验结果的单幢方形截面建筑和多幢矩形截面建筑组成的建筑群周围的风环境进行了数值模拟,计算区域的划分采用具有良好适应性的四面体网格并用有限容积法对控制微分方程进行离散,利用FLUENT软件实现了整个流场的数值求解.计算结果显示,采用RNGk-ε湍流模型的数值计算值与风洞试验值相比,在建筑物的拐角分离区域偏大,背风负压区吻合良好,总体上较好.

常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。

向家坝水垫塘的实验研究与数值模拟

多股水平淹没射流消力池的大量试验研究结果表明:泄槽的体形以等宽或微收缩为宜;水平方向窄而垂直方向厚的水舌适应水位变化的稳定性较好,能始终保持水平淹没射流状态;表、中孔的最优坎高差应大于中孔水流的主流水深,以使表层水跃的回流漩滚区向两侧表孔溢流面充分扩散,从而减弱或消除中孔表层水跃的横轴漩滚。用三维RNGk-ε紊流模型进行了数值模拟,将计算的消力池底板压强及水深与试验结果进行了对比,两者符合较好。

巷道湿喷作业风流-粉尘运移规律的数值模拟

为了解决巷道湿喷混凝土作业粉尘污染问题,针对巷道湿喷作业现场的风流场和颗粒场特点,采用κ-ε模型并运用气固两相流理论建立了巷道湿喷作业风流-粉尘运移的数学模型,利用Fluent软件进行了数值模拟,通过与现场实测数据对比,发现模拟结果与实测数据相吻合。结果表明,湿喷产尘口下风侧0~6 m区域聚集了大量的高质量浓度粉尘云团,基本扩散至整个巷道断面,最低质量浓度高达12 mg/m3,湿喷产尘口下风侧6 m以后,高质量浓度粉尘云团消失,粉尘逐渐向巷道其他区域分散运移,但局部粉尘质量浓度依然高达30 mg/m3,直至湿喷口下风侧16.4 m以后,粉尘质量浓度迅速降低至3 mg/m3以下。由此提出了＂湿喷作业粉尘三区理论＂,并提出将参与搅拌、上料等作业程序的设备和人员布置在＂可接受粉尘区＂为最佳。

适配器与收缩段对同心筒发射流场的影响

针对引射式同心筒自力发射系统(CCL)发射过程热力学环境评估,基于3维雷诺平均守恒Navier-Stokes方程、组分运输模型及域动分层动网格技术,建立同心筒自力发射数值模型.通过1∶1模拟样机发射试验验证数值仿真模型的有效性.对不同结构同心筒开展3维非定常燃气流场数值仿真计算,分析适配器(侧向减震支撑系统)与内筒尾部收缩段对流场热环境特性的影响.数值结果及试验结果揭示了燃气流对导流锥、内外筒以及导弹等结构的热力冲击效应和变化规律,表明适配器和内筒收缩段对发射流场环境有较大的影响.

复杂体型高层建筑表面风压及周围风环境的数值模拟

采用离散化的数值模拟方法对一幢复杂体型高层建筑及其裙房的表面风压与周围风环境进行了模拟计算,并在边界层风洞中进行了模型试验测定。数值模拟基于Reynolds时均方程,分别采用了两种湍流封闭模型:标准k?ε模型和重整化群k?ε模型。通过将两种模型的风压计算结果与风洞试验结果进行比较,获得了该类建筑物表面风压的分布特性,并对建筑周围的风环境作了分析和评价,为结构设计和建筑覆面设计提供了依据。

大型客运码头风荷载特性和风环境分析

采用刚性模型测压风洞试验与CFD数值模拟相结合的方法,对大型客运码头风荷载特性和风环境进行了分析。结果表明,CFD数值模拟得到的码头屋盖风荷载分布与试验结果相吻合,能够用于模拟复杂建筑群的绕流;客运码头建筑物的布置形式对其屋盖风荷载影响较大,降低屋盖下方附属建筑物的高度,可以有效缓解气流在屋盖前缘的分离,减小作用于其上的风荷载。码头风环境分析结果表明,建筑物对气流的干扰作用是引起风加速的主要原因,算例客运码头的风环境问题较为突出。

导弹尾流对后弹体影响的CFD仿真分析

为了合理设计空空导弹尾部的热结构,通过数值仿真对不同飞行高度、飞行速度和燃烧室内压状态下导弹尾喷流对后端热结构的影响进行分析,获得了影响导弹尾部热环境的规律。研究结果表明,导弹后端面热环境的恶劣程度随飞行马赫数和燃烧室内压的增加而增大,但在中低空情况下飞行高度变化对其影响较小,数值模拟结果与地面点火试验及空中飞行试验结果相吻合。

风力机叶片动态应变分布特征的研究

针对风力机叶片动态应变分布规律特性,以NACA4415翼型叶片为模型进行了数值模拟,并与采用旋转遥测技术测试的该风力机叶片动态应变试验结果进行了对比分析。结果表明,数值模拟与试验结果趋势一致;在气动力作用下,风力机叶片的应变主要集中在叶片的中部略靠后的位置,其根部及叶尖附近的应变与中部相比较小,前缘部分的应变值与后缘部分相比较大,压力面应变值大于吸力面相应位置的应变值;在气动力的基础上施加重力和离心力后,叶根处应变值增加迅速,同时叶片中部应变值保持在较大的水平,主要是离心力和气动力共同作用所致。

粒子钻井技术新进展与破岩数值模拟研究

粒子冲击钻井是将2%～5%的钢质粒子加入到钻井液,利用粒子冲击和钻头切削齿联合破岩,从而实现高效破岩,提高钻井速度的一项钻井新技术。文章从粒子钻井公司粒子钻井钻头、粒子注入回收系统、粒子钻井技术现场试验等方面综述了该技术最新的研究进展和取得的成果。采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了粒子冲击破岩有限元模型,研究分析了粒子冲击破岩的机理以及侵入深度随粒子直径、入射角度、入射速度、粒子材质等参数对粒子破岩效果的影响。结果表明粒子与岩石碰撞的瞬时具有极高的瞬时应力,足以超过岩石的抗压强度;粒子初速度在100～200m/s范围之间比较合适;粒子直径在1～3mm之间为宜;随着入射角度的增加,粒子侵入岩石的深度逐渐减小,入射速度的法向向量起着重要的作用;钢粒的破岩效果要优于陶粒。

推进剂在轨加注流体传输过程的数值模拟和地面试验研究

针对排气式在轨加注方法,对航天器在轨加注过程的流体传输行为进行数值模拟和地面试验研究.采用VOF两相流动模型数值模拟板式表面张力贮箱加注过程的流动特性,得到加注过程的流动规律.地面演示试验使用地面模拟加注系统,对排气式加注的全过程进行地面演示验证.数值模拟和地面演示试验结果表明,排气式在轨加注方法是可行的.

生态水工建筑物--鱼道的建设及研究进展

水利工程的建设将不可避免地影响河流的自然属性,破坏鱼类的生存环境,而在我国一直存在着重水利开发,轻鱼类保护的现状。为了促进我国鱼道的研究和建设,根据国内外已建的鱼类保护设施,从鱼类游泳能力、水工模型试验、数值模拟、实际观测等方面,分析总结了我国水利工程鱼道建设及研究的现状,探讨了鱼道建设方面存在的问题。在此基础上,提出了我国未来鱼道建设研究的方向。

地面覆盖法调节土壤水热状况的研究进展

地面覆盖法是改善农业小气候的一种重要措施。从认识该方法对改善土壤水热状况的作用效果及其物理机制并了解相关研究前沿的角度出发,对相关文献进行了的全面检索和系统分析。在此基础上介绍了覆盖法影响土壤水热状况作用效果的大田试验新近成果和计算模拟研究的发展历史及研究前沿,并讨论了这2方面研究中存在的问题,以及需要进一步研究的方向。

空间辐射环境工程的现状及发展趋势

空间辐射环境是航天器在轨运行所面临的重要环境要素之一,因其诱发的单粒子效应、总剂量效应、位移损伤效应、表面充放电效应、内带电效应等既可引起航天器材料、器件、结构等在轨损伤、性能退化甚至失效,然而又可以利用其开展空间育种等活动。文章从空间辐射环境与模型、空间辐射效应及机理、空间辐射环境与效应试验的评价标准、空间辐射环境效应试验方法、空间辐射环境与效应地面模拟试验设备、空间辐射环境与效应数值模拟、空间辐射环境与效应飞行试验及抗辐射加固技术等角度对空间辐射环境工程的现状进行了评述,进而提出了空间辐射环境工程各个领域的发展趋势。

局部开洞对高层建筑风荷载特性的研究

通过运用计算流体动力学软件FLUENT对有局部开洞的高层建筑风荷载特性进行了风洞实验和数值模拟研究,得到了不同风向角下洞口周边风压系数风布以及风环境变化.本次风洞试验主要在大气边界层风洞中进行,主要对模型进行了测压试验.数值模拟采用realizable k-ε湍流模型,使用SIMPLEC算法分析了4种工况下贯穿开洞周围风压系数和周围风环境特性.研究结果表明:风压系数在洞口一侧增大,另一侧减小,影响区域的大小接近洞口尺寸.当风向角与建筑呈45°时,洞口内风速达到最大值,可以看出在高层建筑上安置风力发电机能够有效利用风能.

空间站密封舱空气龄分布数值模拟及试验研究

介绍了空气龄理论,阐述了空气龄在空间站密封舱内空气品质评价方面的作用,对国内外在空间站密封舱内空气龄数值模拟、空气龄分布验证试验的研究进展进行了综述,并给出了对空间站密封舱进行空气龄数值模拟及试验研究的建议。

纤维增强复合材料约束混凝土柱轴压性能的研究进展

为了进一步系统研究纤维增强复合材料(FRP)布约束混凝土柱的轴压性能,通过对FRP布约束混凝土柱轴压性能的影响因素、试验研究、理论研究和数值模拟等研究现状进行了回顾和总结,指出FRP布约束混凝土有待拓广和深入的应用基础研究方向,可为后续的研究和应用提供有益的参考建议。