摘要：采用VOF-DPM(流体体积-离散相模型)耦合方法的数值模拟,研究液体黏度对Y型喷嘴内流动和喷嘴雾化性能的影响。首先对Y型喷嘴内部和外部区域进行多面体网格划分,并借助基于气液体积分数值的自适应网格加密技术有效提高气液界面识别精度。分析喷嘴内流动与喷嘴外雾化的关联,研究液体黏度对雾化性能的影响。结果表明:重油黏度较高,流速较小,喷嘴内重油不易被气体吹散和掺混,液体雾化较难。柴油密度低于重油,易被加速,导致喷雾贯穿距离大于重油,雾化更容易,柴油的喷雾锥角与重油差距不大。重油的喷雾索特平均直径d s为137.14,略高于柴油d s约0.8%。研究对评估燃烧器燃烧性能及其适应多种燃料的改造设计具有重要的应用价值。

摘要：针对均匀点阵结构能量吸收性能低和截面梯度点阵结构刚度性能较差的问题,设计了多层尺寸梯度面心立方点阵结构,通过理论、仿真和试验方法研究了其力学性能。首先,采用SS316L不锈钢材料和选择性激光熔融(SLM)技术,制备了胞元尺寸梯度面心立方(SG-FCC)和均匀面心立方(U-FCC)两种点阵结构的试验件,并进行了准静态压缩试验;然后,在试验和有限元分析的基础上,获得了两种点阵结构在压缩过程的力学行为,基于杆梁变形理论和多层梯度点阵结构刚度组集方法,提出了两种点阵结构的等效弹性模量理论模型;最后,研究了不同梯度因子对SG-FCC点阵结构压缩性能的影响规律。试验结果表明:相比于U-FCC点阵结构,SG-FCC点阵结构的力学性能更加优异,其刚度和比刚度分别增长了17.8%和16.2%,吸能量和比吸能量分别提高了10.8%和10.36%。所提出的SG-FCC点阵结构弹性模量理论模型与试验和有限元分析结果相比吻合较好,误差小于10%,可用于SG-FCC点阵结构的刚度预测;当梯度因子为1.5时,SG-FCC点阵结构的刚度性能较好;当梯度因子为3时,SG-FCC点阵结构的吸能性能较好。该研究可为集高刚度和大吸能性能的轻质化结构设计和工程应用提供参考。

摘要：周期性多孔结构以其轻质、高强等优异的力学性能和减振、能量吸收等多功能特性引发诸多学者越来越多的关注。该研究对近年来周期性超轻多孔结构及其填充混杂复合结构在能量吸收和振动性能方面的研究情况进行了综述。首先,概述了超轻多孔结构在减振和抗冲击性能方面优势明显的胞元及结构形式;其次,对于能量吸收方面,重点从准静态载荷、冲击载荷和应用三个角度评述了研究成果;然后,针对振动特性,介绍了振动分析、减振隔振和振动特性应用方面的研究工作;最后,展望其后续的发展方向,包括基于增材制造的多孔结构的动态力学模型研究、超轻多孔结构的疲劳及损伤容限性能研究、多孔结构在多场及多种载荷下动态力学性能研究、面向吸能和减振的多孔结构胞元设计和填充材料组集优化方法、面向工程应用的多孔结构材料功能一体化设计等。

摘要：通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备了BCCZ点阵夹芯梁试件,进行了模态试验,有限元和试验验证了理论模型的准确性。然后研究了胞元直径、面板厚度和芯子高度等结构几何参数和材料性能对BCCZ点阵结构振动性能的影响规律。结果表明:减小胞元直径,减小面板厚度,提高芯子高度均可以提高BCCZ点阵夹芯梁结构的一阶固有频率参数(一阶固有频率与同质量同面板面积的实体结构之比),胞元直径的影响最明显。面板-芯子-面板材料组合为钛-铝-钛时一阶固有频率最高。研究结果对BCCZ点阵夹芯结构的设计及工程应用具有一定的指导意义。

摘要：针对增材制造技术在国内外液体火箭发动机领域的应用成果和研究现状,分别综述了增材制造在发动机的制造技术和流程、制造工艺标准以及在发动机推力室、涡轮泵、阀门、总装及其他组件和整机中的应用研究,并展望了增材制造技术在液体发动机中的发展方向,指出在液体发动机领域,增材制造应该在应用广度和深度、结合增材制造特点的发动机结构设计方法、制造技术和工艺标准、新材料和材料性能数据库的构建等方面进行更加全面系统的研究,以应对未来航天领域的重大挑战。

摘要：径向喷注流强分布被用在现役多个型号的常温自燃推进剂液体火箭发动机中,是除使用声学阻尼装置以外最重要的燃烧不稳定性工程抑制措施,因此需要对其抑制效果开展深入研究。采用独立喷注器思路,设计了采用撞击式喷注器的自燃推进剂模型燃烧室,在模型燃烧室内激发高频纵向燃烧不稳定现象的基础上,进一步开展了不同喷注流强分布方案下的高频纵向燃烧不稳定性实验,分析了对喷注流强分布的抑制效果。研究表明:对于液滴蒸发作为速率控制过程的情况,提高“驼峰区”流强分布能够改善模型燃烧室的高频纵向稳定性,但改善效果与燃烧特征长度的变化相对燃烧室长度的大小有关。相对于短燃烧室工况,长燃烧室工况下,由喷注流强分布引起的相对燃烧特征长度的变化幅度降低,相应流强分布的抑制效果降低;相对于低室压工况,高室压下推进剂液滴蒸发过程加快,推进剂掺混效率提高,通过高流强区较大初始液滴粒径控制燃烧分布的效果被弱化,相应流强分布的抑制效果降低。各喷注器在高室压、长燃烧室工况下均激发了较大幅值振荡,且振幅分布与是否提高“驼峰区”流强无关。

摘要：基坑开挖是一项工作量大、难度系数大的工程,在开挖过程中既要保证基坑整体结构的安全,又要保证基坑变形和地表沉降在控制范围内。本文采用FLAC3D软件对通道工程锚碇地连墙及基坑开挖施工过程进行了数值模拟分析。研究结果表明,随着施工的进行,土体、地连墙、内衬的位移逐渐增大。其中土体最大位移值出现在基坑底部,在施加第八层内衬结构时达到最大,其值为45.86 mm。地连墙位移也在施加第八层内衬结构时达到最大,其值为17.55 mm。内衬结构的位移呈现出明显的分层特性,先施作的位移值较大,后施作的位移值较小。内衬结构的最大位移为16.72 mm。地下连续墙及其内衬结构的位移均小于预警值。证明本次加固措施及施工过程可行。

摘要：某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现严重的裂纹故障,为确定故障原因,分析涡轮盘在高温及高转速下的模态特性。对比热试车涡轮泵试验数据,分析结果表明,改进前结构存在与转速6倍频耦合的涡轮盘模态,而改进后结构明显避开了耦合模态。同时,分析结果为后续结构动态响应研究提供准确的输入数据。

摘要：深基坑是目前工程建设过程中较为常见的重大危险源工程,为了保证施工人员的安全和周边建筑的稳定,在基坑工程实施进行支护是十分必要的。由于岩土工程问题较为复杂,采取了基坑支护措施后,仍有较多的工程出现了基坑垮塌、周边沉降等问题,带来了较为严重的经济损失甚至人员伤亡。因此,加强基坑工程的监测、预警工作是十分重要以海上花苑深基坑工程为研究对象,通过基坑现场监测数据,对基坑工程的沉降量、速率、支护结构变形、周边环境变形、支撑结构轴力进行分析。结果表明:基坑开挖初期,变形量较大,之后变形趋于稳定,海上花苑深基坑工程整体结构稳定,满足相关要求。

摘要：基坑开挖是否满足工程的要求,各项指标是否控制在有效的范围内。对此本文结合一实际基坑工程,通过对开挖支护后的基坑进行现场监测,对基坑开挖的成功与否进行研究,研究结果表明:(1)基坑围护桩的水平位移和竖向位移均控制在合理的范围内,且位移速率也在工程允许的范围内,不会对工程造成威胁;(2)基坑的隆起累计不超过2 mm,满足工程的要求;(3)基坑周围的沉降控制在合理的范围内,满足基坑稳定性的要求;以上研究结果说明基坑开挖是合理的,此监测方法可供类似的基坑工程提供参考。