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壁面温度对喷射油膜附壁厚度的影响

内燃机工程 2010年第3期31卷 67-70页

作者：李韬邓康耀程用胜上海交通大学动力机械工程教育部重点实验室上海200240

研究了喷射油膜厚度随壁面温度的变化规律。设计了PID闭环加热平板,以及二维可调节移动平台,使用激光诱导荧光法(LIF)定量测量了在垂直情况下,喷射燃油到平板上形成的附壁油膜厚度随温度变化的规律,并通过高速CCD摄像机拍摄照片进行比... 详细信息

研究了喷射油膜厚度随壁面温度的变化规律。设计了PID闭环加热平板,以及二维可调节移动平台,使用激光诱导荧光法(LIF)定量测量了在垂直情况下,喷射燃油到平板上形成的附壁油膜厚度随温度变化的规律,并通过高速CCD摄像机拍摄照片进行比较。研究结果表明:随着壁面温度从26℃增加到120℃,附壁油膜的厚度减小,油膜最厚处的厚度从80μm下降到35μm,同时油膜覆盖面积从5.66 cm2减小到1.55 cm2;试验还测量了油膜厚度与油膜形成时间之间的关系,得出在喷油结束40 ms时,油膜厚度达到最大值。

关键词：内燃机激光诱导荧光温度油膜厚度

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带推力矢量喷管导弹水下发射的流动数值模拟

船舶力学 2008年第6期12卷 845-857页

作者：程用胜刘桦邓康耀上海交通大学上海200240

提出了一种带推力矢量喷管导弹水下发射的三维流体动力数值模拟方法。三维气流场计算基于贴体坐标下欧拉方程,采用 NND 方法进行数值离散。三维水流场则采用基于势流理论的Hess-Smith面元法。运用混合的欧拉—拉格朗日方法跟踪气、水界... 详细信息

提出了一种带推力矢量喷管导弹水下发射的三维流体动力数值模拟方法。三维气流场计算基于贴体坐标下欧拉方程,采用 NND 方法进行数值离散。三维水流场则采用基于势流理论的Hess-Smith面元法。运用混合的欧拉—拉格朗日方法跟踪气、水界面的变化。水流场和气流场的耦合计算通过水气界面处压力和法向速度连续的匹配条件来实现。通过数值实验,研究了燃气泡的三维特征和喷管摆角对流体动力载荷的影响。

关键词：燃气泡三维水下发射激波喷管

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喷管不同摆角对水下发射导弹受力的影响

水动力学研究与进展（A辑） 2007年第1期22卷 83-92页

作者：程用胜刘桦上海交通大学工程力学系上海200240

论文研究了带摆喷管推力矢量控制系统的导弹水下垂直发射时,不同喷管摆角对三维水气流场的非定常发展变化过程及对导弹受力的影响。采用燃气泡物理模型,通过水气流场的耦合计算研究燃气与水的相互作用,运用欧拉-拉格朗日和时间步进的方... 详细信息

论文研究了带摆喷管推力矢量控制系统的导弹水下垂直发射时,不同喷管摆角对三维水气流场的非定常发展变化过程及对导弹受力的影响。采用燃气泡物理模型,通过水气流场的耦合计算研究燃气与水的相互作用,运用欧拉-拉格朗日和时间步进的方法跟踪燃气泡自由面。以三维欧拉方程为控制方程对喷管和燃气泡内的三维气流场进行数值计算,根据燃气泡不断运动变化的交界面生成贴体动网格,在贴体坐标系下采用无波动、无自由参数、耗散的差分格式(NND差分格式)数值求解三维气流场。采用势流理论,以拉普拉斯方程为控制方程,利用三维Hess-Smith方法数值求解了导弹与燃气泡周围的三维水流场。给出了不同时刻泡形的变化,气流场内马赫数、压力的演变规律,导弹受力及力矩。通过多个工况的对比计算,研究了喷管摆角对导弹受力及水气流场的影响。

关键词：燃气泡三维 Hess-Smith方法喷管 NND 导弹水下发射激波

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高海况机翼波浪地面效应数值模拟与分析

上海交通大学学报 2014年第8期48卷 1127-1133页

作者：韩龙陈阳陵王福新程用胜上海交通大学航空航天学院上海200240 中国通用飞机公司设计研究院湖北荆门448000

针对三维等直机翼型(NACA0015),采用计算流体动力学(CFD)分析方法,以非定常不可压缩流动N-S方程和2阶RNGk-ε湍流模型,对高海况波浪地面效应进行了数值模拟与分析.首先在二维情况下数值模拟分析了波浪地面效应,讨论了计及当地风速和波... 详细信息

针对三维等直机翼型(NACA0015),采用计算流体动力学(CFD)分析方法,以非定常不可压缩流动N-S方程和2阶RNGk-ε湍流模型,对高海况波浪地面效应进行了数值模拟与分析.首先在二维情况下数值模拟分析了波浪地面效应,讨论了计及当地风速和波浪行进速度的必要性,同时分析了高海况下波浪地面效应翼型气动力系数随飞行高度变化趋势及原因.在此基础上,计算分析了三维情况下,等直机翼在不同航向与风向角时的气动力系数及滚转力矩的变化,并重点对侧风影响下的滚转力矩产生机理及变化特点进行了论述.通过数值模拟,初步探讨了高海况下波浪地面效应对等直机翼气动特性的影响规律,为深入研究高海况对地效飞行器设计的影响提供了依据.

关键词：高海况波浪地面效应计算流体动力学方法数值模拟滚转力矩

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空气流速对附壁油膜分布影响的试验研究

内燃机学报 2008年第5期26卷 429-433页

作者：程用胜陆振华邓康耀杨延平上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

采用激光诱导荧光技术研究了空气流速对燃油碰壁形成的附壁油膜厚度二维分布的影响。同时,采用CCD相机记录了油膜的形状、长度和面积变化。结果表明,随着空气流速的增加,油膜形状从圆形变成椭圆形,同时,油膜厚度减小。随着空气流速的增... 详细信息

采用激光诱导荧光技术研究了空气流速对燃油碰壁形成的附壁油膜厚度二维分布的影响。同时,采用CCD相机记录了油膜的形状、长度和面积变化。结果表明,随着空气流速的增加,油膜形状从圆形变成椭圆形,同时,油膜厚度减小。随着空气流速的增加,垂直于空气流动方向上的油膜长度减小。当空气流速低于10 m/s时,随着空气流速的增加,沿着空气流动方向上的油膜长度减小,油膜面积减小。但当空气流速继续增加到10 m/s以上时,沿着空气流动方向上的油膜长度和油膜面积将会随着空气流速的增加而增加。

关键词：油膜厚度喷射空气流动

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采用NND方法计算三维喷管气流场

力学季刊 2005年第4期26卷 529-533页

作者：程用胜刘桦薛雷平上海交通大学工程力学系上海200030

本文运用NND显式差分格式,计算了三维喷管气流场。气流场计算的基本方程为一般贴体坐标系下三维守恒型的欧拉方程。采用了时间分裂法和Steger-Warming矢通量分裂技术。在喷管内沿周向的每个由轴线和壁面构成的子午面上根据泊松方程生成... 详细信息

本文运用NND显式差分格式,计算了三维喷管气流场。气流场计算的基本方程为一般贴体坐标系下三维守恒型的欧拉方程。采用了时间分裂法和Steger-Warming矢通量分裂技术。在喷管内沿周向的每个由轴线和壁面构成的子午面上根据泊松方程生成贴体网格。本文运用三维程序计算了轴对称JPL喷管,同时与实验结果和前人采用轴对称二维程序所计算的结果做了对比。最后,本文还计算了三维矢量喷管,计算结果与现有的实验结果一致。通过轴对称JPL喷管和三维矢量喷管的计算考核,表明建立的算法和编写的计算程序是正确的。文中提出了采用子午面形式的贴体网格时奇性轴的处理方法。计算结果表明在喷管壁面处,马赫数与压强的计算结果与实验值吻合较好,而在喷管轴线处,只有当网格较密时,才能得出与实验结果接近的计算结果。

关键词：三维流动喷管 NND格式

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水上飞机静水起飞过程水气耦合性能分析

科学技术与工程 2018年第11期18卷 190-195页

作者：张浪程用胜王福新上海交通大学航空航天学院上海200240

采用多相URANS(unsteady RANS)方法,针对水上飞机静水起飞过程中的性能分析,提出了一种新的数值模拟研究思路。通过考虑起飞过程中气动力和水动力之间的耦合影响、升力和浮力对水线位置高度变化的影响以及阻力和发动机推力对模型前进速... 详细信息

采用多相URANS(unsteady RANS)方法,针对水上飞机静水起飞过程中的性能分析,提出了一种新的数值模拟研究思路。通过考虑起飞过程中气动力和水动力之间的耦合影响、升力和浮力对水线位置高度变化的影响以及阻力和发动机推力对模型前进速度的影响,得到模型起飞过程中的受力变化趋势。模拟前通过分别计算标准模型的气动力和水动力并与实验数据对比,对数值计算方法进行了验证,模拟过程中通过VOF(volume of fluid)方法实现对自由液面界面的捕捉,最后通过对静水起飞过程中模型受力变化进行分析并与实验结果比较,对本文中的水气耦合数值计算进行了验证,计算结果表明,水上飞机低压载状态起飞过程中所受总阻力是缓慢增加的,并不会出现往复;同时水线高度逐渐下降,下降速度逐渐加快,且不会出现埋艏现象。

关键词：水上飞机水气耦合 URANS方法 VOF方法静水

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南海北部三参量风浪频谱数值模拟

科学技术与工程 2019年第23期19卷 24-31页

作者：张仁富程用胜王福新上海交通大学航空航天学院

基于OpenFOAM开源程序,采用侯一筠的三参量风浪频谱构造了适用于中国南海北部海域的不规则波浪。首先,在waves2Foam程序中开发了解析松弛法进行消波处理并选用速度入口法造波,进而选用JONSWAP谱进行计算以验证不规则波造波程序的准确性... 详细信息

基于OpenFOAM开源程序,采用侯一筠的三参量风浪频谱构造了适用于中国南海北部海域的不规则波浪。首先,在waves2Foam程序中开发了解析松弛法进行消波处理并选用速度入口法造波,进而选用JONSWAP谱进行计算以验证不规则波造波程序的准确性;其次,以适用于中国南海北部海域的三参量风浪频谱为理论基础进行编程,将三参量风浪频谱嵌入到waves2Foam程序中,替换JONSWAP谱,通过设定风区长度、风速等参量构造模拟南海北部的不规则波浪。经验证,构造的不规则波的模拟值与理论值之间的误差在精度允许范围内,表明该方法能较好地模拟南海北部真实海况下的不规则波浪。

关键词：南海不规则波三参量谱数值模拟

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基于涡量场的二维物体气动力计算

微型电脑应用 2013年第4期29卷 47-49页

作者：马明程用胜上海交通大学航空航天学院

提出了在有限流场区域中根据涡量场计算二维物体气动力的两个公式。在FLUENT数值模拟得到的流场中,运用提出的两个公式,计算了雷诺数为1000的二维无厚度平板的气动力。按照不同方法计算得到的结果接近。提出的两个公式比Noca的FLUX和MOM... 详细信息

提出了在有限流场区域中根据涡量场计算二维物体气动力的两个公式。在FLUENT数值模拟得到的流场中,运用提出的两个公式,计算了雷诺数为1000的二维无厚度平板的气动力。按照不同方法计算得到的结果接近。提出的两个公式比Noca的FLUX和MOMENTUM公式在形式上简单,便于使用。

关键词：气动力涡量场涡量矩定理