喷水推进混流泵叶片径向力

水力机械内的水压力脉动常常导致叶片的疲劳破坏及共振,为了研究叶片旋转交互作用引起的流体诱导水压力,基于CFD计算和模型试验开展导叶式喷水推进混流泵叶片交互作用径向力研究.建立了一个闭式的混流泵试验循环系统,在叶轮和泵轴内内置同步旋转测力计测量叶轮上的瞬时力和转矩.通过大量的标定确定试验轴系的动态特性.采用Fluent软件进行非定常数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行了比较,分析了产生偏差的原因.结果表明:叶片旋转经过时的轴上径向作用力的频率与工况有关,同时叶片激发的径向力导致叶轮有与轴旋转方向相反旋转的趋势;计算的推进泵外特性与试验吻合较好,同时叶片交互作用径向力的量级也有较好的吻合度;从小流量到大流量工况,计算结果的变化趋势与试验结果一致.

灯泡贯流泵装置内部流动及水力特性

为了深入研究灯泡贯流泵装置内部流动与水力特性之间的联系,采用数值计算、性能试验与PIV流场测试方法,获得了灯泡贯流泵装置在大流量、小流量和最优工况下的流动和水力特性.采用RNG紊流模型和SIMPLEC算法,基于多旋转坐标系模型,计算了灯泡贯流泵内部定常流动.分析了泵装置内部流动,指出小流量工况下泵叶轮的进口有较大范围的旋涡区,出水灯泡体内流态较为紊乱;而在最优工况及大流量工况下,泵装置内未见明显回流区.研究表明,灯泡贯流泵进水流道水力损失符合传统管道内局部水力损失规律,而出水流道的水力损失表现为与泵装置运行工况相关的规律,最优工况点附近损失最小,小流量和大流量工况点水力损失均较大.计算结果与二维PIV流动测试结果均表明在小流量下进口近泵壳侧有明显的回流区,而在叶轮出口靠近轮毂处有大面积的脱流.因此,灯泡贯流泵装置优化水力设计应当重视小流量工况下叶轮和导叶处的流动特性.

浅水区水下爆炸直达声辨识与时频分析

为有效截取直达声分量以分析真实的水下爆炸声源特性,提出一种利用局部相关峰进行直达信号辨识的标记算法,并建立起算法结果的评价函数,然后结合浅水区水下爆炸实验,对比射线理论计算所得直达声分量的数目,初步验证了算法合理性,最后对所捕获的最优直达声片段(宽度约1.8 ms)进行希尔伯特-黄变换(HHT),分析频谱特性。结果表明:直达声压级时间序列具有良好的自相关性,且在近程条件下,其相对排列特征能近似保持稳定;该算法可以获得较高的局部相关峰,使得直达声片段能够被清晰地标记出来,尤其是在超近程条件下,相关峰可达0.9以上;爆炸声源的主频带稳定在0~10 k Hz,且峰值频率约1 k Hz,但是当传播距离较远时,其形状会明显受到声速剖面影响。

椭球罩作用下的水下爆炸冲击波反射聚焦模型

基于冲击波传播、非线性反射和聚焦理论,建立水下爆炸冲击波在椭球罩作用下的反射聚焦模型。讨论自由传播、壁面反射和定向聚焦阶段的冲击波特性和压力计算方法,利用波前和波法线的近似方程构建压力场的数值计算域,进而模拟聚焦过程,并与现有实验结果进行对比,结果表明:所建模型可为正聚焦压力提供满足工程精度的预测,并能描述水下冲击波及产生的拉伸波聚焦过程中的一些细节;椭球罩能有效地聚焦水下冲击波,在动力学焦点附近获得有效增益区,在近轴方向上明显削弱冲击波压力衰减;理想条件下的动力学焦点一般位于几何焦点之前,但实际的反射罩变形和背向位移将使其发生后迁,甚至能越过几何焦点。

末敏弹线阵激光雷达对地面装甲目标的提取方法

为了提高末敏弹在复杂战场环境下对地面装甲目标的识别概率,提出了一种用于弹载线阵激光成像雷达的目标提取方法,结合末敏弹边旋转边下降的稳态运动特点,实现了线阵列激光雷达对扫描区域的三维点云成像。首先通过对点云中高度数据分析,提出了基于高度与梯度的组合阈值分割算法,实现了地面背景的快速分割;然后利用坐标变换,对有坡度的地面进行调整,并通过典型装甲目标的几何尺寸自动获取种子点进行区域增长分割;最后利用最小外接矩形特征获取目标的几何信息,由目标的几何特征实现装甲目标的提取。仿真结果表明:此方法可以实现线阵列激光雷达在50～120 m高度下对地面装甲目标的准确提取,从而为新型末敏弹目标探测提供技术支撑。