摘要：乏燃料干法贮存具有安全、经济及灵活的优势,是当前核工业领域的研究热点之一。本研究以乏燃料干法贮存系统的水平贮存模块(HSM)为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)共轭传热技术与多孔介质相结合的物理建模方法,建立了混凝土模块与贮存容器的1/2缩比模型的三维自然对流传热模型,在Fluent求解器中对模块内的流动传热过程进行了数值模拟。研究结果表明:混凝土模块底部入口处的收缩结构设计导致进口段的空气流速陡增,最大流速为1.98 m/s;混凝土模块内的热屏蔽板可有效降低混凝土的温度,高温区域分布在内部腔室的后墙上半部分,最高温度为108.05℃;燃料组件温度在轴向和水平径向上呈对称分布,最高温度为321.97℃;混凝土模块内自然对流换热量占总发热功率的82.3%,其结构设计具有良好的排热能力。该研究将为乏燃料干法贮存系统的缩比实验和样机设计提供重要参考。

摘要：利用水下滑翔机缩比模型预报原型运动特征及滑翔经济性的前提是两者运动相似.以天津大学自主研制的PetrelⅡ水下滑翔机作为研究对象,从相似理论出发,基于动力学方程及纳维-斯托克斯(N-S)方程,推导了水下滑翔机原型与模型在运动相似时应当满足相似准则以及相似转换关系.采用计算流体动力学方法计算了不同缩比情况下水下滑翔机的升力系数及阻力系数,得到了尺度相似比与升力系数、阻力系数的关系.分析表明,在稳定滑翔状态下,水下滑翔机缩比模型与原型运动相似需要满足弗劳德准则;在该准则下,在一定的缩尺比范围内,升力系数与阻力系数的尺度效应并不明显,以尺度相似比为0.5设计缩比模型最为合适.通过水池试验获得了缩比模型在一定俯仰角下的速度、升阻比等运动参数,试验结果表明:缩比模型与原型间存在运动相似性;缩比模型在水池试验中得到的横向速度、垂向速度和升阻比与水下滑翔机原型海试结果吻合较好,相对误差满足工程误差要求.论文提出的利用水下滑翔机缩比模型对原型运动参数和滑翔经济性进行预报切实可行,可为大型水下滑翔机的设计提供实验室验证平台,对于缩短研发周期具有重要意义.

摘要：当列车运行速度提高时,受轮轨振动及气动激扰的影响,接触网波动和受电弓振动加剧,弓网受流质量变差,甚至产生离线。受实际情况或场地因素的影响,在实际线路和现有实验平台上难以全面分析各影响因素对受流特性的影响。为了能够从小场地对列车高速运行时的弓网关系进行研究,全面分析各因素对受流特性的影响,开展弓网缩比模型设计方法的研究。主要是基于相似理论,提出针对简单链形接触网与受电弓的缩比系数计算方法。然后,基于缩比系数的计算结果,结合实际材料属性对弓网关系的影响程度,选取缩比模型的关键参数的相似关系,提出基于实际材料的几何相似和几何不相似模型的设计方法及设计参数。最后,基于原模型和缩比模型的结构参数,采用有限元法,在仿真软件中建立弓网耦合模型,并从静态和动态特性角度验证缩比模型的合理性。研究结果表明,缩比模型的接触网刚度分布、固有频率、接触力、离线特性参数等静态和动态参量的变化规律与原模型的变化规律基本一致,且误差均处于可以接受的范围。说明本文提出的缩比系数计算方法及弓网缩比模型的设计方法及结果是合理的,可以进一步应用到高速铁路弓网关系研究中,亦可为弓网缩比实验平台的构建提供理论方法。

摘要：为节省整机实验成本,实现运用垂直降落运载器缩比模型试验反演原型的着陆过程,为垂直降落运载器着陆研究提供便利,运用相似性分析理论,建立垂直降落运载器着陆过程的缩比模型,定量反映其原型着陆过程的动力学行为。针对着陆过程中碰撞、缓冲两种典型动力学行为建立分析模型,碰撞过程分别以速度跳变及冲击力作为分析目标,建立离散型、连续型(包含弹性与弹塑性两种模型)碰撞模型,采用量纲分析法和方程分析法,分别导出原型-缩比模型间的相似准则及力学参量比例关系。开展垂直降落运载器原型、缩比模型着陆过程仿真,验证离散型碰撞与连续型弹性碰撞、缓冲过程及着陆过程的动力学、运动学相似性,仿真结果数据与相似性分析理论推导吻合程度较高,该成果可为垂直降落运载器缩比样机设计及等效试验提供理论依据。

摘要：由于直接采用全尺寸舰载机进行全自动着舰试验的风险较高,可以采用缩比模型模拟全尺寸飞机进行着舰的试验方案。基于相似系统原理,研究了缩比模型模拟全尺寸飞机着舰的相似关系,具体包括着舰导引律、自动驾驶仪、进近动力补偿系统与甲板运动补偿系统的增益以及航母运动与机舰相对运动参数的相似比例关系。以某算例舰载机及其缩比模型为算例,完成了各自着舰的数学仿真计算。结果表明,全尺寸飞机着舰数学仿真结果与缩比模型仿真结果满足运动相似关系,且各项参数的相似比例与推导结果一致,证明了本文研究结论的正确性。

摘要：本文以某型水面双体船及其推进轴系为原型,计入船体结构的支撑动力学影响,依据动力学参数的缩比换算关系,设计了一种验证轴系回旋振动控制技术的陆上缩比轴系试验模型,并通过对实船推进轴系和缩比轴系模型的动力学仿真分析和对比,验证了所设计缩比轴系的动力学适用性,为轴系回旋振动控制方法的验证提供了有效试验对象。

摘要：缩比模型试验是获取大型运载火箭动特性的一种有效途径,其中一项重要内容是动力学缩比模型设计。以某型运载火箭为原型对象,根据其结构组成分别推导各部件的相似关系;利用横向刚度和质量相似系数的一致性,联立形成了运载火箭横向动特性相似关系;考虑实际加工制造条件,分析了横向刚度和质量相似系数的约束;根据上述相似关系和相似系数约束设计了1/5缩比模型,并对该缩比模型的动特性相似进行有限元数值计算验证。验证结果表明,设计所得1/5缩比模型在动特性方面与原型具有较高的相似性,相关方法能够有效应用于运载火箭的动力学缩比模型设计。

摘要：缩比模型试验是获取大型复合材料空间刚架力学特性或响应的一种有效途径,其中一项重要内容是缩比模型设计。以大型复合材料空间刚架为研究对象,阐述已有传统方法的局限性;基于离散相似提出结合有限元方法的方程分析法,利用该方法推导大型复合材料空间刚架静力学响应和动特性的相似关系;利用所提方法设计某复合材料龙骨的1/5缩比模型,并通过试验进行验证。验证结果表明,所提方法和推导的相似关系能够用于指导大型复合材料空间刚架的缩比模型试验。

摘要：由于颤振缩比模型与原模型在承力结构上存在差异,当二者的结构动力学特性相似时,气动弹性可能并不等效。针对该问题,提出了同时考虑结构动力学约束和颤振约束的颤振缩比模型优化设计方法,建立了利用遗传/敏度混合优化算法求解此问题的流程,研究了优化问题中目标函数和约束条件的选取方式,并以机翼颤振缩比模型为算例对方法的有效性进行了验证。研究表明,对于颤振缩比模型的设计,所提出的同时考虑结构动力学约束和颤振约束的优化设计方法,较之单独考虑结构动力学约束的优化方法具有更好的适用性。

摘要：采用已证明有效性的计算流体力学(CFD)方法,对小尺寸缩比模型车的风洞试验方案进行设计和验证.将风洞试验数据与数值仿真结果进行相互校核,同时验证了风洞试验和数值仿真的可靠性,并限定了此试验方案的适用范围.基于试验和仿真的结果比较了4款模型车的气动阻力大小,在揭示其内在机理的基础上明确了不同造型风格对气动阻力的影响.