摘要：为了使氢氧燃烧加热器满足自由射流试验台工作需要并获得均匀的出口气流参数,采用同轴剪切式7个喷嘴轴对称构型喷注器,利用CFD仿真软件对其进行了三维反应流场计算,燃烧模型采用氢氧单步反应模型,获得了设计工况下的参数.计算结果表明:燃烧效率随着中心喷嘴与外围喷嘴距离L与喷注面板半径R之比(L/R)的增大先上升后下降;喷注面板的温度随着L/R的增大而降低,最终维持在600K左右;加热器出口的氧气摩尔分数以及总温的均匀性基本不随着L/R变化而变化;出口主流区的马赫数在6左右满足设计要求.在各个喷嘴的影响区域大致相等时,加热器综合性能良好.氢氧速度比越大,完全燃烧所需区域越短,喷注面板温度越高.与单喷嘴、19个喷嘴的加热器比较发现7个喷嘴的构型较为合理.

摘要：为研究喷嘴内部流道型线对射流流场的气体动特性参数的影响 ,根据可压缩流体轴对称N S方程 ,利用RNGk ε湍流模式和有限体积法 ,并采用四边形非结构网格 ,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟。对于轴对称等直径圆管喷嘴 ,进口处的流道型线对射流流道参数的分布有较大的影响 ;轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响射流出口附近的流动 ,对流动具有不同的阻滞效果。计算结果与实验吻合较好 ,若要获得较佳的外部流场参数 ,优化喷嘴内部流道设计十分重要。

摘要：可变面积和可变姿态的自由射流喷管因其能够实现试车台能力的最大化、降低成本和快速调节等优点,将成为地面风洞试验研究的新趋势。为解决在大迎角范围内满足不同推进系统地面试验所需的气流能力和试验舱物理空间之间的矛盾,同时使其具备真实高度、马赫数和姿态的模拟能力,提出了一种基于非对称机械臂的姿态模拟射流喷管方案。根据试验舱结构与现代战机飞行包线,确定自由射流喷管的设计指标与初步流场布置;建立2-RRR机械臂机构数学模型,运用Deanvit-Hartenberg(D-H)法开展了机构计算与求解研究;通过仿真分析了射流喷管的初步功能实现情况,并验证了该设计方案的可行性,为射流喷管的研究与发展奠定了基础。

摘要：在纹影技术应用过程中,纹影光源的性能一定程度上决定了拍摄结果的优劣。不同种类的光源,得到的拍摄效果不同,对于某种特定拍摄需求,光源的选择和设计也不同。如何选择和设计合适的纹影光源,对于最终拍摄结果的好坏至关重要。结合纹影技术在工程实际中的应用,分析了不同被测对象对光源的需求,总结了几种常见光源的应用情况及其特点,提供了一种光源参数设计的方法。在实验室典型超声速自由射流流场测量中,对卤钨灯、氙灯和激光3种纹影光源的应用进行了对比分析。所提出的纹影光源的选择与设计方法,具有一定的工程实验参考价值。

摘要：采用一维管流方法对口径为Φ240mm、马赫数6.0的自由射流高超声速风洞扩压器进行设计,运用数值模拟方法对扩压器结构形式进行了筛选,并通过试验验证扩压器设计方法的有效性。结果表明:综合考虑风洞流场品质、扩压器抗反压能力以及扩压器总压恢复等指标,确定单级15°-0.8 De扩压器方案为最优设计方案;该方案扩压器的试验与数值模拟结果吻合较好,能够使风洞正常起动,并长时间维持风洞正常运行;筛选得到的扩压器方案可用于风洞建设,其设计方法可为同类高超声速风洞扩压器的研制提供参考。

摘要：对小尺度孔的流量系数进行了试验研究,并讨论了其流量系数在不同几何和流动参数下的变化规律.小孔直径为0.5,1.0,2.0 mm和3.0 mm;孔间距为5,10和20;长径比为1,2和4;倾斜角为30°,60°和90°;雷诺数Re低于6 000.通过试验可得孔的倾斜角度是影响流量系数的决定性因素之一,孔径对流量系数有显著影响,长径比和孔间距对流量系数均有不同程度的影响.该结果对小尺度孔在叶片气膜或冲击冷却的设计和研究中有重要意义.

摘要：电弧加热器流场特性是影响材料热化学烧蚀的关键因素之一,根据可压缩的轴对称N-S方程,对喷嘴的超声速自由射流、垂直冲击射流进行了数值模拟,采用k-ε湍流模型.计算得到自由射流流场结构的三个区域:射流核心区、射流卷吸区和射流湍流区,射流的速度分布具有不均匀性,其轴线射流速度存在较大变动;冲击射流近壁处存在着滞止区.所获得的喷嘴外部流场的流动状况以及冲击射流参数分布,如压力、温度和速度分布,可用于烧蚀试验和计算优化设计,流场计算结果与烧蚀实验值吻合.

摘要：为研究圆柱-圆锥型喷水孔的流体动力特性,采用不可压缩二维轴对称N-S方程,利用“RNG”k-ε湍流模型与VOF多相流模型和有限体积法对高压高速自由射流场进行数值模拟.模拟结果表明,对于入口转角为直角的轴对称喷水孔口,水在孔口入口处与壁面分离并开始收缩,收缩后的水针与孔口壁不再接触,两者被逆流而上的空气隔开.收缩水针所表现出来的流动特性符合水刺生产要求.通过数值模拟,了解了喷水孔内外流场的流动状态以及流场各参数在空间的变化规律,为喷水孔的设计与选择提供计算依据.

摘要：以大空间空调设计中广泛采用的圆形喷口为例,对比分析了传统半经验射流理论计算结果与CFD模拟结果。研究结果表明,模拟得到的多喷口水平并排射流的射流轴心弯曲及轴心风速衰减均较快;实际建筑空间结构、内部发热条件及喷口布置形式对射流的流场有较大影响;空间温度场分布并非仅与射流的射程有关,还受空间整体气流状况影响。

摘要：为了进行冲击式水轮机的流动解析,基于非定常矢量三角形提出了静止系和旋转系时空同期离散的基本理论。选择静止系自由射流最内缘代表流线和旋转系水斗分水刃尖端轨迹圆弧的交点作为非定常相互作用的局部原点,两坐标系的位置用非定常矢量三角形联系在一起来进行时空同期离散。在任意时空同期离散单元,用非定常位移矢量三角形来计算两坐标系代表位置的变化,成功求出了时空同期离散单元两坐标系的平移。数值流动解析结果表明,静止系自由射流进入旋转水斗的坐标平移能够解决水膜间的干涉问题。这种解析方法利用CFD为冲击式水轮机水斗几何形状的优化设计提供有力技术支持。