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爆震发动机超声速进气道的非定常耦合流场数值研究

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航空动力学报 2012年第11期27卷 2511-2520页

作者：温玉芬谭慧俊张启帆程代姝南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

采用带化学反应的非定常数值仿真方法,对爆震发动机(PDE)内进气道、燃烧室、尾喷管的耦合流场进行了分析,并着重研究了爆震压力波及其反射波对超声速进气道内流动结构的非定常干扰过程,对比了3种进气道/燃烧室耦合方式下进气道流动特性... 详细信息

采用带化学反应的非定常数值仿真方法,对爆震发动机(PDE)内进气道、燃烧室、尾喷管的耦合流场进行了分析,并着重研究了爆震压力波及其反射波对超声速进气道内流动结构的非定常干扰过程,对比了3种进气道/燃烧室耦合方式下进气道流动特性的差异.结果表明:通过在燃烧室内填充以化学恰当比预混的燃料和氧化剂,数值仿真可获得稳定自持的爆震波.在爆震波压强作用下所产生的结尾波系和反射激波会发生耦合干扰作用,它们在流道内的运动传播影响了结尾波系的前传幅度.通过对比不同进气道/燃烧室耦合方式的流场特征发现:采用突扩式进气道/燃烧室连接段可利用燃烧室头部固壁的阻碍以及其对爆震高压波的反射作用将大部分的压缩气体存储于燃烧室内,进而减弱进气道与燃烧室之间的耦合干扰作用,对提高进气道的工作稳定性有利.另外,内凹式燃烧室头部段的引入还为压缩气体提供了额外的存储空间,故可以进一步缓冲爆震高压,提高进气道的稳定工作裕度.

关键词：超声速进气道脉冲爆震发动机耦合流场突扩式进气道燃烧室连接段内凹式燃烧室头部

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多级旋流耦合流场值班级雾化性能

燃烧科学与技术 2017年第5期23卷 443-450页

作者：张韬黄勇何悟姜文斌北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京动力机械研究所北京100074

多级旋流耦合燃烧技术引进了分区燃烧、贫油燃烧和预混燃烧的概念,具有极大降低NOx排放的潜力,但与常规燃烧室的单纯扩散燃烧模式有较大的差异.耦合流场中,主燃级气流在上游对值班级燃油有进一步的雾化作用,但对燃油的扩散有一定的抑制... 详细信息

多级旋流耦合燃烧技术引进了分区燃烧、贫油燃烧和预混燃烧的概念,具有极大降低NOx排放的潜力,但与常规燃烧室的单纯扩散燃烧模式有较大的差异.耦合流场中,主燃级气流在上游对值班级燃油有进一步的雾化作用,但对燃油的扩散有一定的抑制作用,在下游能够使更大粒径的颗粒回流,并使燃油分布更加均匀;台阶高度越小,上游区域的雾化颗粒平均直径越大,下游区域雾化颗粒平均直径越小;主燃级旋流强度越大,上游区域的燃油颗粒越大;主燃级进出口压降分配对燃油颗粒大小无显著影响.

关键词：低污染多级旋流耦合流场值班级雾化

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某起动机排气口与飞机挡板的耦合流场研究

某起动机排气口与飞机挡板的耦合流场研究

第六届中国航空科学技术大会

作者：张稳彭文雯熊焰孙德芹贺象中国航发湖南动力机械研究所中小型航空发动机叶轮机械湖南省重点实验室

为了改善某型飞机燃气涡轮起动机外场使用风车转速较大的问题,本文以该起动机排气口与飞机挡板的耦合结构为研究对象,对各飞行工况下有/无飞机挡板的耦合流场展开数值模拟研究,分析了有/无飞机挡板结构对起动机排气口流场的影响。研究... 详细信息

为了改善某型飞机燃气涡轮起动机外场使用风车转速较大的问题,本文以该起动机排气口与飞机挡板的耦合结构为研究对象,对各飞行工况下有/无飞机挡板的耦合流场展开数值模拟研究,分析了有/无飞机挡板结构对起动机排气口流场的影响。研究结果表明:有挡板结构会导致起动机排气口静压显著下降,且飞行马赫数越高、飞行高度越高静压降越大,起动机因此产生的风车效应越显著,为解决该型起动机风车故障提供了理论数据支撑。

关键词：燃气涡轮起动机排气口飞机挡板耦合流场风车

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场数值模拟研究

飞行力学 2020年第1期38卷 21-26,34页

作者：陈华健徐国华史勇杰朱晨帆南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家重点实验室江苏南京210016

倾转旋翼机是当前旋翼飞行器研究的热点,但有关舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场的研究还很少。以两栖攻击舰(LHA)和V-22"鱼鹰"倾转旋翼机为研究对象,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对舰载倾转旋翼机着舰域耦合流... 详细信息

倾转旋翼机是当前旋翼飞行器研究的热点,但有关舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场的研究还很少。以两栖攻击舰(LHA)和V-22"鱼鹰"倾转旋翼机为研究对象,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场进行数值模拟研究,并探讨了不同着舰高度时机/舰耦合流场的相互作用。结果表明:倾转旋翼尾流会与舰船脱落涡、甲板舷涡以及舰岛艉涡发生较强的"涡-涡干扰"现象,加大了耦合流场的湍流强度;舰船流场的低频非稳态特征会导致旋翼桨盘气动载荷发生显著的波动,不利于飞行操纵;垂直降落过程中,舰船甲板会形成"前低后高"的压力分布特征,倾转旋翼RMS气动载荷值也会明显增加,降低了着舰安全性,且右旋翼RMS气动载荷值比左旋翼平均大一倍以上,这也表明右旋翼面临着更加严峻的气动环境。

关键词：舰载倾转旋翼机耦合流场着舰飞行气动环境数值模拟

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LHA多机起降过程中的耦合流场仿真

船舶工程 2021年第5期43卷 94-98,104页

作者：李楠李熠巩彦明彭修全杨硕海装驻北京地区军事代表室北京100190 中国船舶工业系统工程研究院北京100094

为研究多机起降过程中的舰面/旋翼流场干扰问题及耦合流场对直升机操纵量的影响,采用计算流体动力学(CFD)仿真方法及作用盘法对两栖攻击舰LHA上多机起降过程进行仿真研究。研究结果表明,前机侧舷进离场过程中,耦合流场对后方相邻起降点... 详细信息

为研究多机起降过程中的舰面/旋翼流场干扰问题及耦合流场对直升机操纵量的影响,采用计算流体动力学(CFD)仿真方法及作用盘法对两栖攻击舰LHA上多机起降过程进行仿真研究。研究结果表明,前机侧舷进离场过程中,耦合流场对后方相邻起降点位置的直升机产生较大影响,后机开车时应避开前机进离场的时间区间;进离场过程中,前机对后机操纵量影响较大,当前机位于着舰点上方时,随着其高度的增加,后机总距先增大后减小、俯仰周期变距及滚转周期变距均增大;当前机偏离着舰点距离大于0.5R(直升机旋翼半径)时,随着前机高度的增加,后机总距、俯仰周期变距及滚转周期变距均减小。研究成果可为多机起降作业安全提供借鉴和参考。

关键词：耦合流场 CFD仿真作用盘两栖攻击舰多机

喷雾干燥中耦合流场的数值模拟及塔体性能参数的分析

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喷雾干燥中耦合流场的数值模拟及塔体性能参数的分析

作者：黄安涛中南大学

学位级别：硕士

本文采用理论分析、软件仿真和实验数据相结合的方法研究了干燥塔内的耦合流场，并以此为依据对干燥塔进行结构和工艺参数的优化，使其达到经济合理的目的。本文主要以干燥过程中物料颗粒为研究对象，针对DC300型干燥塔，运用... 详细信息

本文采用理论分析、软件仿真和实验数据相结合的方法研究了干燥塔内的耦合流场，并以此为依据对干燥塔进行结构和工艺参数的优化，使其达到经济合理的目的。本文主要以干燥过程中物料颗粒为研究对象，针对DC300型干燥塔，运用计算流体力学和空气动力学对雾化器雾化过程，颗粒运动轨迹以及在运动过程中温度和蒸发量变化规律，旋风氮气场的运动规律和温度分布逐一进行分析。在模拟仿真和实验数据分析的基础之上，对干燥中粘壁现象，产品质量和生产效率进行研究，提出了塔体最小有效尺寸概念，优化了塔体结构，揭示了产品质量和生产效率之间部分复杂关系。通过对DC300型干燥塔内耦合流场分析发现，颗粒自雾化器喷出之后短时间内，温度和蒸发量迅速上升，颗粒很快得到充分干燥，并不需要过长的干燥时间防止颗粒未干燥彻底和过大的塔体结构防止粘壁现象的出现。经过对产品质量和生产效率具体分析后，发现二者关系极其复杂，无法定量分析二者之间的关系，需要针对具体设备、具体工况利用模型仿真结果进行分析，得到在满足生产需要的前提下，产品质量和生产效率最优结合。最后提出塔体最小有效尺寸，优化塔体结构，为干燥塔合理经济的设计提供了依据。

关键词：喷雾干燥颗粒运动轨迹耦合流场粘壁优化设计

基于对称山丘地形与风力机耦合的流场数值模拟研究

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可再生能源 2019年第9期37卷 1386-1392页

作者：端和平许昌李林敏雷娇韩星星焦志雄河海大学能源与电气学院江苏南京211100 河海大学水利水电学院江苏南京211100 青岛发思特专利商标代理有限公司山东青岛266061

复杂地形与风力机耦合诱导的流场较平坦地形下的风场流动特性更为复杂。基于致动盘理论和RANS方法,文章针对对称山丘地形与单台风力机间诱导流场的耦合作用,选取对称山丘地形的迎风山脚、迎风面、迎风半山坡、山顶以及背风半山坡5种布... 详细信息

复杂地形与风力机耦合诱导的流场较平坦地形下的风场流动特性更为复杂。基于致动盘理论和RANS方法,文章针对对称山丘地形与单台风力机间诱导流场的耦合作用,选取对称山丘地形的迎风山脚、迎风面、迎风半山坡、山顶以及背风半山坡5种布机方案进行研究。通过分析上述5种方案下所对应的风力机尾流区不同距离的轮毂高度处的径向风速与湍流强度的分布,以及山丘绕流与风力机尾流特性的相互影响,分析不同排布方案的影响,为复杂地形风电场尾流研究与风力机排布提供理论支持。

关键词：致动盘复杂地形耦合流场 RANS 风机排布

放射性废物蒸汽重整垂直管内流场反应耦合数值模拟研究

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科学技术与工程 2016年第4期16卷 200-204页

作者：林力陈先林李文钰马兴均中国核动力研究设计院成都610213

近年来,蒸汽重整技术在放射性有机废物处理方面得到了越来越多的关注。蒸汽重整的矿化还原反应炉主要采用流化床结构。其反应器内部的流场呈现多维耦合的特性,针对反应器内部多维耦合流场进行分析是优化反应器结构、确定反应参数的必要... 详细信息

近年来,蒸汽重整技术在放射性有机废物处理方面得到了越来越多的关注。蒸汽重整的矿化还原反应炉主要采用流化床结构。其反应器内部的流场呈现多维耦合的特性,针对反应器内部多维耦合流场进行分析是优化反应器结构、确定反应参数的必要步骤。建立了包含气固两相流及树脂热解反应的耦合模型;并以小型蒸汽重整垂直管反应器为研究对象,对垂直管的表观气速及垂直管结构、垂直管内多维耦合流场进行了分析,确定了垂直管反应器的最佳结构参数及含固率分布。计算结果表明,扩径比为1∶2时,垂直管内的反应状态最佳。热态下固含率在提升管变径段内有所下降,但颗粒流型基本保持不变。

关键词：数值模拟放射性有机废物蒸汽重整耦合流场

高海况舰载机-舰船耦合干扰流场数值模拟分析

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高海况舰载机-舰船耦合干扰流场数值模拟分析

作者：蒋真理南京航空航天大学

学位级别：硕士

近年来,随着海洋形式不断复杂,海洋权益愈发得到重视,我国加大了海军装备的发展力度,这对舰载平台以及可搭载于各类舰船上出色的执行多种作战任务的舰载直升机提出了更高、更新的要求。针对舰载机-舰船耦合干扰流场问题,本文模拟出了真... 详细信息

近年来,随着海洋形式不断复杂,海洋权益愈发得到重视,我国加大了海军装备的发展力度,这对舰载平台以及可搭载于各类舰船上出色的执行多种作战任务的舰载直升机提出了更高、更新的要求。针对舰载机-舰船耦合干扰流场问题,本文模拟出了真实水面,并加入了波浪以及舰船运动的因素,着重分析了甲板上方着舰域耦合流场的特性,为提升我国舰载直升机高海况下安全起降能力提供设计方案和技术支持。本文首先对开展论文工作所涉及到的方法逐次介绍并进行了相关算例计算,验证了所选用方法的有效性,在此基础上分别开展静水面、波浪水面下的舰-机耦合流场特性分析工作。静水面下研究了孤立舰船流场以及加入直升机旋翼后耦合流场的特性,并着重开展了直升机所处甲板上方不同高度、不同相对位置时,着舰域耦合流场特性分析工作。波浪水面下在研究孤立舰船流场与舰-机耦合流场在直升机所处不同高度时的特性问题的同时,还加入了波浪以及舰船运动的影响分析工作,并开展了不同来流风向角下耦合流场特性的分析工作。研究结果表明:直升机的加入加重了孤立舰船流场几处气流分离的现象,且随着直升机所处位置向甲板方向和舰艉方向移动,旋翼拉力以及机身所受到向下的力均有增大现象而波浪对耦合流场的影响效果并不显著。

关键词：舰载直升机水气两相流波浪水面数值模拟耦合流场气动特性