飞行器突起物周围气动加热的计算方法 被引量：5

1

作者 范绪箕 董葳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期98-102,共5页

有压缩拐角区域的突起物的局部气动加热问题表现为流动的分离与再附。许多研究人员对这类突起物的气动加热问题做了大量的理论和实验研究。本文通过对其流动情况的分析，结合大量的实验数据，对压缩拐角区域气动加热问题，给出了一种有... 有压缩拐角区域的突起物的局部气动加热问题表现为流动的分离与再附。许多研究人员对这类突起物的气动加热问题做了大量的理论和实验研究。本文通过对其流动情况的分析，结合大量的实验数据，对压缩拐角区域气动加热问题，给出了一种有效的工程计算方法。 展开更多

关键词 气动加热 突起物 分离 再附 飞行器

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二维平板可压缩边界层的二次稳定性分析 被引量：1

2

作者 范绪箕 楼卓时 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1999年第5期486-490,共5页

本文在二维可压缩边界层中应用Ｆｌｏｑｕｅｔ分析，建立了控制次谐波稳定性的方程组，研究在二维可压缩边界层转捩过程中二维有限振幅的Ｔ＿Ｓ波对三维线性小扰动的作用，并计算了来流马赫数对次谐波的产生和发展情况的影响。

关键词 可压缩边界层 二次失稳 边界层 扰动 二次稳定性

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热防护系统的硅纤维隔热层复合传热数值计算 被引量：1

3

作者 范绪箕 白丹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期452-456,482,共6页

鉴于热防护系统的硅纤维隔热层是各向异性的非灰体材料,其复合传热计算是复杂且耗时的,提出了一种简便方法用于硅纤维这类各向异性非灰体材料的复合传热计算。该方法借鉴了医学领域断层摄影法(局部X射线检测法)中对光沿各向异性散射介... 鉴于热防护系统的硅纤维隔热层是各向异性的非灰体材料,其复合传热计算是复杂且耗时的,提出了一种简便方法用于硅纤维这类各向异性非灰体材料的复合传热计算。该方法借鉴了医学领域断层摄影法(局部X射线检测法)中对光沿各向异性散射介质传播分析的思路,得到了各向异性扩散的热辐射方程(RTE-D)并把该方程用于求解非灰体半透明介质的辐射热通量。计算结果与文献中基于辐射传递方程(RTE)求得辐射热流的复合传热数值结果相比较,其最大相对误差为1.5%,并且其计算时间也由Pentium II的3297.66分钟缩短为Pentium IV的约5分钟。最后,该方法被用于真实热环境下刚性隔热瓦LI900(高空隙率硅纤维隔热材料)的复合传热计算,计算结果与实验数据有较高吻合度。数据结果表明,各向异性的扩散近似被用于求解非灰体半透明介质的辐射热通量的方法用在热防护系统的硅纤维隔热层复合传热数值计算中是简便高效的。 展开更多

关键词 各向异性的扩散近似 辐射和传导耦合传热 非灰体半透明介质

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航天飞行器热防护系统的一体化设计 被引量：3

4

作者 范绪箕 《航天器工程》 2014年第3期1-3,共3页

航天飞行器进入大气层时经受强烈的气动加热,需借助于热防护系统以保护其免受气动热的伤害;飞行器机翼前缘和鼻罩是最高温区,该处的温差相当大,热防护措施尤其重要。作为热防护系统一方面要抵抗强热的冲击,另一方面要最大限度地减少气... 航天飞行器进入大气层时经受强烈的气动加热,需借助于热防护系统以保护其免受气动热的伤害;飞行器机翼前缘和鼻罩是最高温区,该处的温差相当大,热防护措施尤其重要。作为热防护系统一方面要抵抗强热的冲击,另一方面要最大限度地减少气动热传入结构的内壁,这就对防热系统所用材料提出不同的要求。抗热冲击要求材料质密而隔热但又要求质轻,这就是矛盾所在。随着复合材料的发展,这对矛盾可以通过利用不同材料特性把防热系统分层来解决,从而导致一体化设计的概念和方法。本文利用热传导理论对两层结构的防热系统进行一体化设计分析。 展开更多

关键词 航天飞行器 热防护系统 一体化设计

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多孔介质隔热材料中的辐射热传递分析 被引量：1

5

作者 范绪箕 《航天器工程》 2011年第1期8-13,共6页

新型的多孔材料以其重量轻、强度高备受航天工程设计人员的亲睐,尤其是作为隔热材料使用,可以说是航天工程热防护系统的热门材料。多孔介质在辐射热传递方面具有吸收发射和散射的功能,这些功能在其接受外来热流的作用下,于内部达到热能... 新型的多孔材料以其重量轻、强度高备受航天工程设计人员的亲睐,尤其是作为隔热材料使用,可以说是航天工程热防护系统的热门材料。多孔介质在辐射热传递方面具有吸收发射和散射的功能,这些功能在其接受外来热流的作用下,于内部达到热能量平衡,求解这一平衡方程就可以求出辐射热流在材料中的分布。由于求解这一方程的困难,许多学者对材料特性作出了不同的简化,取得了多种近似的结果。文章不直接对材料特性做任何假设,而是根据预测模拟一个温度分布和热流强度的周向分量,采用分离变量法来求解热流强度,虽然分离变量法也关系到材料特性变化,然而可以根据曲线拟合法采取接近于实际的模拟,再通过迭代运算求得辐射强度更好的结果。 展开更多

关键词 多孔介质 吸收 发射 散射 分离变量 曲线拟合

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计算流体力学在飞行器研制中的应用 被引量：1

6

作者 范绪箕 董葳 《民用飞机设计与研究》 2004年第4期2-11,共10页

本文以高速飞行器气动计算为例,介绍了计算流体力学在飞行器设计中建模及应用。计算流体力学在飞行器设计中的应用是伴随着计算机技术及空气动力学的发展而发展的。从较早的从宏观角度出发求解 Euler 方程,N-S 方程,到考虑真实气体影响... 本文以高速飞行器气动计算为例,介绍了计算流体力学在飞行器设计中建模及应用。计算流体力学在飞行器设计中的应用是伴随着计算机技术及空气动力学的发展而发展的。从较早的从宏观角度出发求解 Euler 方程,N-S 方程,到考虑真实气体影响带化学反应和电离的 N-S 方程的求解,以及从微观角度出发用蒙特卡洛法对气体分子运动直接模拟求解,即代表计算动力学理论的发展,也是现今计算机技术发展的结果。本文讨论的是计算流体力学应用问题,包括数学模型的选择,计算方法的选用,及其在飞行器设计中特殊问题上的应用。 展开更多

关键词 飞行器设计 N—S方程 计算流体力学 高速飞行器 空气动力学 EULER方程 蒙特卡洛法 求解 气体分子 真实气体

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纳米孔材料中辐射热传递的改进——扩散近似法计算

7

作者 范绪箕 《航天器工程》 2011年第2期9-13,共5页

用可燃的烧蚀材料作为主动的承热层,用不可燃的多孔材料作为被动的隔热层,是当今一次性使用航天器最普通的一种热防护形式,然而对可重复使用的航天器来说,这种防热结构显然不适用。但是如果把烧蚀层改为金属薄壁或多层金属热防护系统,... 用可燃的烧蚀材料作为主动的承热层,用不可燃的多孔材料作为被动的隔热层,是当今一次性使用航天器最普通的一种热防护形式,然而对可重复使用的航天器来说,这种防热结构显然不适用。但是如果把烧蚀层改为金属薄壁或多层金属热防护系统,在不增加很多质量的情况下,能保证航天器主结构在允许的温度范围,则可能是一种很好的设计。在此情况下,隔热层将经受更为严峻的考验。文章用改进的扩散近似法计算纳米孔材料中的辐射热,可与其他求解方法或试验结果进行比较,并为热防护设计者提供参考。 展开更多

关键词 航天器 纳米孔材料 烧蚀层 多层金属热防护系统 改进的扩散近似法

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也谈关于科研的话题

8

作者 范绪箕 《航天器工程》 2012年第4期1-4,共4页

阐述作者对科研工作的体会,从5个方面说明作为一名科研工作者所应持有的原则和理念,佐以实例简要地阐明其重要性和影响,以供科技工作者参考。

关键词 科研工作 原则 理念

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相知七十载 深情忆故人

9

作者 范绪箕 《航天器工程》 2011年第5期1-3,共3页

前言钱学森同志是我所崇敬的学长和挚友,我们在学生时代有共同的学习目标和共同的在音乐和摄影艺术方面的爱好,这就加深了我们之间的友谊。此文是献给我们在学习时代,以及于十六年后在他克服了重重困难回到祖国,并做出了重大贡献时代之... 前言钱学森同志是我所崇敬的学长和挚友,我们在学生时代有共同的学习目标和共同的在音乐和摄影艺术方面的爱好,这就加深了我们之间的友谊。此文是献给我们在学习时代,以及于十六年后在他克服了重重困难回到祖国,并做出了重大贡献时代之间的友谊,以为纪念。 展开更多

关键词 钱学森 友谊 纪念

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热、机械载荷作用下夹杂对应力强度因子的影响 被引量：8

10

作者 陈勇 宋迎东 +1 位作者 高德平 范绪箕 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期776-779,784,共5页

推导了远场应力、热应力耦合作用下含夹杂裂纹体的应力强度因子求解公式,改进了体积力法中的裂纹面合力平衡条件,将应力强度因子的求解归结为解一组积分方程,再将积分方程转化为线性方程组进行数值求解。算例分析结果表明方法正确、有... 推导了远场应力、热应力耦合作用下含夹杂裂纹体的应力强度因子求解公式,改进了体积力法中的裂纹面合力平衡条件,将应力强度因子的求解归结为解一组积分方程,再将积分方程转化为线性方程组进行数值求解。算例分析结果表明方法正确、有效。将该算法应用于含A l2O3夹杂的FGH 95材料应力强度因子分析中,计算结果表明热应力对应力强度因子影响很小。 展开更多

关键词 粉末高温合金 夹杂 体积力法 应力强度因子

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飞行器流场与结构温度场耦合数值分析 被引量：19

11

作者 黄春生 吴杰 范绪箕 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2004年第2期24-26,共3页

利用高精度的有限体积迎风格式TVD来求解超声速流场,利用有限元方法求解固壁的温度场,流场与结构温度场互为边界条件交换数据,实现流场解算与温度场解算的耦合数值分析,耦合方法研究表明气动加热问题属于强耦合,耦合迭代直接影响温度平... 利用高精度的有限体积迎风格式TVD来求解超声速流场,利用有限元方法求解固壁的温度场,流场与结构温度场互为边界条件交换数据,实现流场解算与温度场解算的耦合数值分析,耦合方法研究表明气动加热问题属于强耦合,耦合迭代直接影响温度平衡时间.因此采用小时间步的耦合计算可以准确预测高速飞行器的气动加热. 展开更多

关键词 飞行器 气动加热 有限体积TVD格式 温度场 耦合计 控制方程

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基于动态嵌套网格的飞行器外挂物投放的数值模拟 被引量：26

12

作者 李孝伟 范绪箕 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期114-117,共4页

运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效... 运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动,采用了动态嵌套网格技术,并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法,提高了计算效率。通过算例,证明了本文方法的有效性和合理性。 展开更多

关键词 飞行器 外挂物投放 动态嵌套网格 数值模拟 EULER方程 气动特性

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多椭圆孔有限大复合材料层板的应力研究 被引量：8

13

作者 许希武 孙良新 范绪箕 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第S1期66-73,共8页

基于经典层板理论，将复合材料层板的弹性问题化归为均匀各向异性板求解，采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法，以Ｆａｂｅｒ级数、保角映射及最小二乘边界配置技术为工具，提出了多椭圆孔有限大层板在任意外载作用下的级数解，详... 基于经典层板理论，将复合材料层板的弹性问题化归为均匀各向异性板求解，采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法，以Ｆａｂｅｒ级数、保角映射及最小二乘边界配置技术为工具，提出了多椭圆孔有限大层板在任意外载作用下的级数解，详细探讨了各参数对孔边应力分布的影响规律，得到了许多有益结论。 展开更多

关键词 层板 应力集中 孔 复势方法

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非线性粘弹性结构鸟撞击动响应分析 被引量：5

14

作者 谢兰生 孙良新 范绪箕 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 1995年第6期738-743,共6页

着重探讨飞机风挡材料的本构关系对其动响应的影响。采用线弹性、线性粘弹性及非线性粘弹性本构关系，用解耦算法计算分析在冲击载荷作用下风挡的动响应。通过对比各种本构关系对风挡动响应的影响，得出在大冲击载荷作用时，只有采用非... 着重探讨飞机风挡材料的本构关系对其动响应的影响。采用线弹性、线性粘弹性及非线性粘弹性本构关系，用解耦算法计算分析在冲击载荷作用下风挡的动响应。通过对比各种本构关系对风挡动响应的影响，得出在大冲击载荷作用时，只有采用非线性粘弹性的本构关系，数值结果才较为理想。 展开更多

关键词 鸟撞击 动态响应 风挡 飞机

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航天器金属热防护结构非灰体隔热层传热计算 被引量：8

15

作者 白丹 范绪箕 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期403-407,共5页

为了计算多层隔热结构(由多个反射屏和非灰体半透明纤维隔热层构成)中瞬时耦合辐射和传导的热传递,构建了多层隔热结构的瞬时耦合辐射和传导热传递的数值模型,并且分别采用有限体积法和有限差分法求解能量方程和辐射传递方程(Radiativet... 为了计算多层隔热结构(由多个反射屏和非灰体半透明纤维隔热层构成)中瞬时耦合辐射和传导的热传递,构建了多层隔热结构的瞬时耦合辐射和传导热传递的数值模型,并且分别采用有限体积法和有限差分法求解能量方程和辐射传递方程(Radiativetransferequation,RTE),而光谱的散射和吸收系数以及相函数则由米(Mie)理论求得,从而在更广泛的范围内为金属热防护系统的隔热纤维材料提供了广阔的选择余地。 展开更多

关键词 多层隔热结构 非灰体半透明介质 反射屏 辐射传递方程 传热计算 隔热层 热防护结构 灰体 金属 航天器

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飞机安全性设计的外挂物投放数值方法 被引量：10

16

作者 祁洋 范绪箕 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期836-839,共4页

研究了飞机外挂物投放问题的数值模拟方法,并应用于安全性设计.通过采用运动嵌套网格方法,结合三维Euler方程对飞机外挂物投放过程进行了数值模拟,并针对该投放模拟方法提出了一套合理可行的并行计算方案.由不同弹射力作用方式对于外挂... 研究了飞机外挂物投放问题的数值模拟方法,并应用于安全性设计.通过采用运动嵌套网格方法,结合三维Euler方程对飞机外挂物投放过程进行了数值模拟,并针对该投放模拟方法提出了一套合理可行的并行计算方案.由不同弹射力作用方式对于外挂物投放安全性设计的影响,证实所提出方法对投放过程的数值模拟是有效的. 展开更多

关键词 飞机外挂物 外挂物投放 数值模拟 嵌套网格 欧拉方程 并行

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热防护系统中六角蜂窝腔内的流动换热研究 被引量：8

17

作者 董葳 范绪箕 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期496-500,共5页

通过对六角蜂窝腔内的流动换热进行数值模拟研究,得到了Ra数从500到105范围内侧壁绝热时蜂窝腔内空气的流动换热结果和机理,六角蜂窝的倾斜角度为0°、10°2、0°、30°及45°,六角蜂窝的长高比H/L=0.75。数值计算... 通过对六角蜂窝腔内的流动换热进行数值模拟研究,得到了Ra数从500到105范围内侧壁绝热时蜂窝腔内空气的流动换热结果和机理,六角蜂窝的倾斜角度为0°、10°2、0°、30°及45°,六角蜂窝的长高比H/L=0.75。数值计算方法采用有限体积的SIMPLEC算法,对流项采用二阶迎风格式进行离散,计算中考虑蜂窝腔内空气的物性变化。计算结果表明,在所计算的问题中如果采用Boussinesq假设将使得计算结果误差比较大。六角蜂窝腔内的空气流动换热机理的研究,对热防护系统设计具有指导意义。 展开更多

关键词 六角蜂窝 自然对流 数值计算 换热

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结构设计中的高阶灵敏度 被引量：3

18

作者 李书 冯太华 范绪箕 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第4期367-372,共6页

本文将静力结构没计问题归结为一类代数特征值反问题．由于灵敏度计算是解决这类问题的重要环节和主要工作，因此在多元函数论的基础上导出了适合于结构设计的高阶灵敏度表达式，该表达式的特点有坚实的数学基础和实用价值．

关键词 结构设计 灵敏度 反问题

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多椭圆孔有限大复合材料层板的热弹性分析 被引量：1

19

作者 许希武 孙良新 范绪箕 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期245-254,共10页

本文利用各向异性体平面热传导、热弹性理论中的复势方法，以保角映射、Ｆａｂｅｒ级数展开以及最小二乘边界配置技术为工具，导出了内边界条件精确满足，外边界条件近似满足的多椭圆孔复合材料层板的热传导以及热弹性问题的级数解。详... 本文利用各向异性体平面热传导、热弹性理论中的复势方法，以保角映射、Ｆａｂｅｒ级数展开以及最小二乘边界配置技术为工具，导出了内边界条件精确满足，外边界条件近似满足的多椭圆孔复合材料层板的热传导以及热弹性问题的级数解。详细探讨了层板大小，孔径，相对孔距，孔的设置方式，椭圆度以及层板的铺层比例诸参数的影响规律，得到了一些有益结论。 展开更多

关键词 复合材料 层板 热弹性 应力集中

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高速摄影技术在三维位移测量中的应用 被引量：1

20

作者 谢兰生 孙良新 范绪箕 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 1994年第4期564-568,共5页

提出了用高速摄影技术准确测量三维位移的新方法。该方法利用一只测量基准，使两台高速摄影机的拍摄方向相互垂直或成一定角度，并使所有的测点都在拍摄范围内。从摄影胶片上点的运动求出测点的三维坐标。实验结果表明：该方法的测量精... 提出了用高速摄影技术准确测量三维位移的新方法。该方法利用一只测量基准，使两台高速摄影机的拍摄方向相互垂直或成一定角度，并使所有的测点都在拍摄范围内。从摄影胶片上点的运动求出测点的三维坐标。实验结果表明：该方法的测量精度较高，适用于测量大位移的时间历程。 展开更多

关键词 动态摄影测量 位移测量 高速摄影

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