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关键词： 壁面质量引射   剪切应力输运(SST)模型   边界层   降热减阻   化学反应  

摘要： 高超声速飞行器面临剧烈气动热问题,对飞行器热防护构成威胁,通过质量引射的主动热防护技术能够有效地降低壁面的摩擦阻力和热流,成为热防护研究的热点。然而,不同工质引射对高温高超声速层/湍流边界层流动的影响规律及区别仍不十分明确,是主动热防护设计亟须解决的气动问题。因此,本文拟选取二维平板模型,采用剪切应力输运(SST)湍流模型,开展考虑质量引射的降热减阻数值模拟研究,分析了3种不同引射工质(水蒸汽、二氧化碳、热解气体)对高温高超声速层/湍流流动的影响。计算结果说明:热解气体引射条件下,层/湍流激波层速度和温度分布差异明显。与无引射相比,3种不同工质引射气体均有效降低了湍流边界层处的速度与温度梯度,进而降低了壁面的摩擦阻力和热流,并且相较于其他2种工质,热解气体引射降热减阻效果最为显著。研究结果还表明:3种引射工质均使得雷诺应力大幅度提升,加剧了湍流的脉动。

关键词： 超声速气膜冷却   氢气   碳氢燃料   近壁湍流输运   大涡模拟  

摘要： 在超燃冲压发动机燃烧室中应用燃料气膜冷却可以有效降低发动机壁面严峻的力热载荷,本文对有望应用于超燃冲压发动机的氢和碳氢燃料气膜进行大涡模拟研究。结果表明,氢气膜与碳氢燃料气膜的防热和减阻性能有显著差异,该差异来源于燃料气膜与主流之间混合层中的湍流状态不同。氢气膜与主流之间的湍流输运过程远弱于碳氢燃料气膜,因此氢气膜在惰性情况下具有极其优异的冷却和减阻性能;但当发生边界层燃烧时,由于近壁释热剧烈,氢气膜的冷却性能急剧恶化。相反,当碳氢燃料发生边界层燃烧时,碳氢燃料气膜的冷却和减阻性能可以从惰性时较差的水平提升至与氢气膜相当的水平。

关键词： 阀门   稳态   流线   压力   流量系数   流阻系数  

摘要： 基于浸没边界法对某汽轮机阀门进行流场数值模拟计算,通过研究阀门从全开到全关过程中阀内流域的流线、压力以及流量系数、流阻系数等的变化,同时应用基于有限体积法的流体计算结果与之对比分析来辩证讨论阀门的流场特性。结果表明,基于浸没边界法计算的流量系数明显大于基于有限体积法计算的流量系数,且基于浸没边界法计算的流阻系数明显小于基于有限体积法计算的流阻系数,因此基于浸没边界法下计算的流场压损更小,通流能力更强。不同的阀门开度对应不同的机组运行负荷,对阀门的流场特性均有不同程度影响。

关键词： 二氧化碳   标量混合   横掠管束   多孔介质  

摘要： 高温气冷堆蒸汽发生器和中间换热器的传热管是一回路压力边界,其工作温度已接近高温合金的使用极限。温度均匀性对蒸汽发生器和中间换热器设计及安全可靠性具有重要影响,而螺旋管束对温度的混合效应会帮助展平温度不均匀性,标量混合系数(Pe)是准确分析和预测管束内部温度不均匀性的前提。实验使用CO_(2)浓度混合代替温度混合,测量了不同雷诺数下横掠直管束和倾斜交叉管束流动的标量混合过程,获得了描述横掠管束流动的Pe数。

关键词： 高速铁路   路堑   湍流脉动风   积雪分布   数值模拟  

摘要： 针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。

关键词： 圆柱   层流   涡激扭转振动   流-固耦合   数值模拟  

摘要： 横掠外流冲击下细长圆柱结构涡激振动问题在工程中广泛存在,已有研究多关注圆柱沿横向和/或流向的振动响应,对涡激扭转振动研究较少。本文采用流-固耦合数值模拟研究了偏心扭转圆柱在层流中的涡激振动特性。首先,建立了偏心扭转圆柱涡激振动力学模型,推导了控制方程和边界条件。然后,将基于特征线算子分裂的有限元解法、双时间步法、边弹簧近似法、广义-α方法和松耦合迭代解法相结合,针对层流诱发刚体扭转振动开发了一种通用流-固耦合解法,并采用基准算例进行了验证。最后,通过流-固耦合数值模拟,系统分析了偏心距、雷诺数、质量比对层流中偏心扭转圆柱涡激振动振幅、频率、流体载荷的影响规律及机理。

关键词： 液体火箭发动机   超声速射流噪声   发动机室压   喷管扩张比   安装条件  

摘要： 为研究液体火箭发动机发射时产生的噪声分布特性,以某液体火箭发动机为原型设计了缩比发动机及配套试验系统,研究发动机室压、喷管扩张比、安装高度及倾斜度对液体火箭发动机喷管产生的超声速射流噪声特性影响。试验结果表明:发动机室压越大,噪声声压级越大,但对噪声指向性与噪声峰值频率影响不大;喷管扩张比对噪声声压级和指向性影响不大,但增大扩张比促使噪声峰值频率减小;安装高度与倾斜角对噪声声压级大小影响不大,但降低安装高度、倾斜喷管会导致噪声指向性偏转,以及噪声峰值频率的移动。试验获得了缩比液体火箭发动机喷管超声速射流噪声变化规律,结合缩比准则可以获得真实液体火箭发动机发射时产生的噪声频谱特性。研究可为液体火箭发动机地面试车或发射阶段噪声控制技术提供支持。

关键词： 菌斑控制   种植体周围炎   手术治疗   引导骨再生   疗效  

摘要： 种植体周围炎是发生在种植体周围组织中与牙菌斑相关的病理状况,其特征是种植体周围黏膜组织发生炎症性改变,随后支持骨组织逐渐丧失。本文报道1例基于菌斑控制的种植体周围炎引导骨再生治疗病例。患者35牙种植术后4年因“左下后牙肿胀不适2年余”就诊。X线根尖片显示35牙种植体远中骨密度降低,临床诊断为35牙种植体周围炎。35牙种植体经引导骨再生治疗,并进行定期牙周维护,术后3.5、11、18个月和7年复查显示牙槽骨高度及骨密度稳定,牙周探诊深度变浅,但牙龈轻度退缩。本病例7年的随访结果提示,种植体周围炎经过完善的牙周治疗后,临床牙周指标可以获得明显改善,牙槽骨得到良好的修复再生。

关键词： 嵌入式大气数据传感系统   飞行试验   攻角   测压传感器   精度  

摘要： 针对亚声速飞行器对高精度飞行参数的测控需求,研发了一套亚声速嵌入式大气数据传感(flush air data sensing,FADS)系统,集成工程样机,并通过风洞试验及飞行试验进行系统考核评估。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法首先建立FADS系统压力数据库,并通过风洞试验考核了模型算法在低亚声速时的误差限;其次,集成融合实时解算算法的FADS工程原理样机;最后通过飞行试验考核了工程样机的工程适用性。结果表明:(1)与机载的其他独立测试系统相比,FADS攻角实时解算精度高,攻角偏差≤1°,关键段攻角偏差≤0.5°;事后重建的攻角数据与飞行试验FADS系统实时解算数据一致,证实FADS实时攻角解算方法可靠;(2)风洞及飞行试验校核数据表明,FADS实时攻角输出数据在飞行试验初始段的波动是由输入压力波动较大导致,特别是在高空低速段,输入压力波动幅值超过算法的误差限,导致实时攻角解算数值波动较大;(3)CFD仿真结果表明,输入压力波动位于算法误差限内对攻角输出精度影响较小,超过算法误差限的压力幅值波动对实时攻角输出精度影响极大。高空低速飞行器FADS系统对压力传感器等硬件精度及工程实现水平要求较高,应尽量保证工程实施精度。