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火箭级间热分离过程耦合数值模拟

清华大学学报（自然科学版） 2011年第4期51卷 462-466页

作者：高立华张兵权晓波符松清华大学航天航空学院北京100084 北京宇航系统工程研究所北京100076

为了研究某火箭一、二级级间热分离的级间流动机理和分离过程的安全性,采用Chimera/Overset方法并结合N-S方程和刚体动力学方程,以流动和刚体动力学耦合计算的方式对该多级火箭的一、二级级间热分离过程进行了数值模拟。模拟结果显示,... 详细信息

为了研究某火箭一、二级级间热分离的级间流动机理和分离过程的安全性,采用Chimera/Overset方法并结合N-S方程和刚体动力学方程,以流动和刚体动力学耦合计算的方式对该多级火箭的一、二级级间热分离过程进行了数值模拟。模拟结果显示,轴对称工况分离过程的流动存在剧烈的震荡,而二级喷管有偏转工况分离过程的流动比较平稳,在这两种工况下火箭都能够安全分离。研究结果表明,二级喷管偏转可以增进分离过程的平稳性。计算结果可为级间分离段的设计提供参考。

关键词：多级火箭级间分离 Chimera/Overset方法

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空气压强对垂直入水空泡影响的数值研究

哈尔滨工业大学学报 2012年第5期44卷 14-19页

作者：王聪何春涛权晓波魏英杰哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 中国运载火箭技术研究院总体设计部北京100076

基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150°锥角头型圆柱体以中等速度垂直匀速入水空泡进行了数值计算.计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水... 详细信息

基于RANS方程,结合VOF多相流模型和动网格技术,对带150°锥角头型圆柱体以中等速度垂直匀速入水空泡进行了数值计算.计算过程中对VOF多相流模型嵌入水和水蒸汽之间的质量输运源项,实现了水、空气和水蒸汽三项相同时存在的自由液面入水问题数值计算.通过与匀速垂直入水理想空泡模型计算结果的对比,验证了本文数值计算方法的有效性.对不同空气压强条件下入水空泡形态的数值计算结果分析,得到了在本文所计算入水工况范围内垂直入水过程中自然空化对入水形态的影响;得到了空泡无量纲闭合时间、空泡闭合瞬间最大无量纲直径、以及空泡闭合方式与空气压强和入水速度之间的关系等.

关键词：垂直入水空气压强 VOF 入水空泡圆柱

不同通气量下双发航行体水下齐射降载增稳特性研究

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工程力学 2024年第10期41卷 247-256页

作者：高山施瑶潘光权晓波西北工业大学航海学院陕西西安710072 无人水下运载技术重点实验室陕西西安710072 北京宇航系统工程研究所北京100076

基于重叠网格技术,VOF(volume of fluid)多相流模型以及改进型分离涡模型相结合方法,建立了基于主动通气下双体水下齐射降载增稳数值方法,分析了通气量对空泡形态、载荷特性及运动稳定性的影响规律。结果表明:在一定范围内,随着通气量... 详细信息

基于重叠网格技术,VOF(volume of fluid)多相流模型以及改进型分离涡模型相结合方法,建立了基于主动通气下双体水下齐射降载增稳数值方法,分析了通气量对空泡形态、载荷特性及运动稳定性的影响规律。结果表明:在一定范围内,随着通气量的增加,当通气空泡完全包裹航行体孔口下方区域后,横向载荷幅值和交变峰值均减小,同时,产生的扶偏力矩能够大幅度减小双发航行体之间狭长流域产生的流动干扰现象。另外,为了避免发生共振现象,设计航行体时应尽量使其固有频率在通气效应产生的低频范围之外。综合分析,主动通气方式对多体水下齐射运动姿态的不稳定性具有较好的改善作用。

关键词：水下齐射通气重叠网格通气量偏转角

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波浪模拟及其对水下航行体出水过程影响

哈尔滨工业大学学报 2011年第3期43卷 140-144页

作者：权晓波孔德才李岩北京宇航系统工程研究所北京100076

为了研究波浪对水下航行体出水过程的影响,将二阶Stokes波的波面运动速度耦合到入射边界条件中,得到了与理论值吻合良好、精度较高的非定常数值波浪;研究了五级海情条件下,水下航行体模型水下垂直发射时波浪对其流场、力学特性等的影响... 详细信息

为了研究波浪对水下航行体出水过程的影响,将二阶Stokes波的波面运动速度耦合到入射边界条件中,得到了与理论值吻合良好、精度较高的非定常数值波浪;研究了五级海情条件下,水下航行体模型水下垂直发射时波浪对其流场、力学特性等的影响.结果表明,水下航行体近水面时,受波浪引起的旋涡的诱导作用,航行体两侧附体旋涡位置、尺寸等差别较大,航行体受到绕z轴逆时针方向的力矩作用而向左侧偏转,水下航行体尾部完全出水后偏移量为1 m左右.该研究结果为真实海情的水下航行体技术奠定了理论基础.

关键词：水下航行体出水过程波浪数值模拟

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考虑水弹性影响的水下航行体结构动响应研究

力学学报 2010年第3期42卷 350-356页

作者：吕海波权晓波尹云玉魏海鹏姚熊亮北京宇航系统工程研究所北京100076 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001

考虑水弹性的影响,计及惯性力、水动力和弹性力之间的相互耦合作用,将水动力学方程和结构动力学方程联合求解,采用三维势流理论和边界元法推导并计算了水下航行体结构的附加质量矩阵,对带空泡水下航行体出水过程中的结构动响应问题进行... 详细信息

考虑水弹性的影响,计及惯性力、水动力和弹性力之间的相互耦合作用,将水动力学方程和结构动力学方程联合求解,采用三维势流理论和边界元法推导并计算了水下航行体结构的附加质量矩阵,对带空泡水下航行体出水过程中的结构动响应问题进行了分析.

关键词：水下航行体动响应水弹性附加质量空泡三维势流理论

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介质对测量控制体位置影响的理论分析

西安交通大学学报 2000年第4期34卷 63-66页

作者：姜培正曾卓雄权晓波西安交通大学西安710049

针对用相位多普勒粒子分析仪 (PDPA)作实际测试时 ,测量控制体位置变化的问题 ,提出了一种镜面映像法 ,并利用几何光学原理 ,成功而又简捷地推导了对 3层介质下平面及曲面 (横截面为圆 )测量点位置变化的公式 .以圆柱形曲面为例 ,探讨... 详细信息

针对用相位多普勒粒子分析仪 (PDPA)作实际测试时 ,测量控制体位置变化的问题 ,提出了一种镜面映像法 ,并利用几何光学原理 ,成功而又简捷地推导了对 3层介质下平面及曲面 (横截面为圆 )测量点位置变化的公式 .以圆柱形曲面为例 ,探讨了模型壁厚和介质的影响 .随着壁厚及相对折射率的增大 ,实际测量相对于理想测量控制体的位置改变也会增大 .其次 ,为改善测量控制体的会聚 ,即使采用折射率匹配法。

关键词： PDPA 流体流场介质测量控制体位置折射率

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考虑冷却的1+1/2对转涡轮初步设计

工程热物理学报 2002年第4期23卷 433-436页

作者：权晓波李维季路成赵晓路徐建中中国科学院工程热物理研究所北京100080

1+1/2对转涡轮技术是高性能航空发动机需要的关键技术之一。本文以某高性能涡轮为目标进行了考虑冷却的涡轮初步设汁,力图通过设计过程抓住对转涡轮设计与应用中的关键问题。研究结果表明在 1+1/2对转涡轮设计中,考虑冷却方案与不考虑... 详细信息

1+1/2对转涡轮技术是高性能航空发动机需要的关键技术之一。本文以某高性能涡轮为目标进行了考虑冷却的涡轮初步设汁,力图通过设计过程抓住对转涡轮设计与应用中的关键问题。研究结果表明在 1+1/2对转涡轮设计中,考虑冷却方案与不考虑冷却方案相差较大,其中高压涡轮动叶是此类对转涡轮设计中的主要关键点。

关键词：对转涡轮冷却设计

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幂律流体流流动指数对其湍流流动的影响

西安交通大学学报 2000年第12期34卷 63-65,87页

作者：权晓波姜培正亢力强西安交通大学西安710049

考虑到幂律流体的本构关系 ,结合流动指数的影响 ,建立了适用于幂律流体的N S动量方程和湍流模型方程 .采用压力耦合半隐式SIMPLE算法 ,对不同流动指数的幂律流体湍流流动进行了数值计算 ,计算结果与实验数据比较吻和 .对计算结果进行... 详细信息

考虑到幂律流体的本构关系 ,结合流动指数的影响 ,建立了适用于幂律流体的N S动量方程和湍流模型方程 .采用压力耦合半隐式SIMPLE算法 ,对不同流动指数的幂律流体湍流流动进行了数值计算 ,计算结果与实验数据比较吻和 .对计算结果进行分析后发现 ,对于不同流体指数的幂律流体 ,其湍流流动的变化趋势不同 ,从而揭示了幂律流体的流动指数对其湍流流动有重要的影响 .

关键词：幂律流体湍流流动指数

应用模糊综合评判法对液固两相流泵磨损程度的研究

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西安交通大学学报 1999年第4期33卷 73-76页

作者：权晓波姜培正魏进家西安交通大学

针对目前评价液固两相流泵磨损程度的方法在定量分析方面存在的不足，应用二级模糊综合评判法建立了包括运行、介质、结构各环节及其各环节对泵磨损类型的因素体系，确立了泵磨损的模糊分类等级对应分值，构造了泵磨损模糊关系矩阵，特... 详细信息

针对目前评价液固两相流泵磨损程度的方法在定量分析方面存在的不足，应用二级模糊综合评判法建立了包括运行、介质、结构各环节及其各环节对泵磨损类型的因素体系，确立了泵磨损的模糊分类等级对应分值，构造了泵磨损模糊关系矩阵，特别定义了泵的磨损严重程度，并结合实际给出磨损严重程度的计算示例，证明这种方法是适用的．

关键词：泵磨损液固两相液模糊综合评判