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高速飞行器边界层质量引射降热减阻技术流量分区优化研究 被引量:2
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作者 胡文杰 邱云龙 +2 位作者 邹昊 吴昌聚 陈伟芳 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1688-1701,共14页
边界层质量引射被认为是解决临近空间高超声速飞行器关键部位热防护问题和减小其飞行阻力的有效途径之一.然而,已有研究主要关注边界层质量引射对热流或阻力的单独影响,少有研究对边界层质量引射能够带来的降热减阻效果进行综合评估.针... 边界层质量引射被认为是解决临近空间高超声速飞行器关键部位热防护问题和减小其飞行阻力的有效途径之一.然而,已有研究主要关注边界层质量引射对热流或阻力的单独影响,少有研究对边界层质量引射能够带来的降热减阻效果进行综合评估.针对高空高超声速层流条件下钝楔与钝锥外形的边界层质量引射降热减阻问题开展数值模拟研究,并采用多目标优化方法开展了边界层质量引射的分区流量优化设计,在满足减阻性能的同时,提高了整体的热防护效果,实现了给定冷却剂流量条件下的降热减阻综合性能优化.研究结果表明,层流条件下,边界层质量引射通过改变速度边界层和温度边界层能够显著降低壁面摩阻和热流.在单位面积引射质量流量为28.028 g/(m^(2)·s)时,对于钝楔外形,采用均匀引射方案能够减阻3.60%,同时峰值热流下降12.06%,而采用分区优化方案能够将减阻效果提高到4.30%,同时峰值热流下降91.01%;对于钝锥外形,采用均匀引射方案会造成阻力增大2.60%,同时峰值热流仅下降8.57%,而采用分区优化方案能够在减阻19.75%的情况下同时将峰值热流降低99.95%. 展开更多
关键词 边界质量引射 降热减阻 多目标优化 高速飞行器 流量分配
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基于质量守恒边界条件的液压缸织构表面空化模型 被引量:2
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作者 毛阳 曾良才 卢艳 《武汉科技大学学报》 北大核心 2017年第3期213-216,共4页
传统的雷诺边界条件没有考虑到微凹坑织构中存在的空化现象,较难准确预测织构化表面的润滑特性。本文以液压缸缸筒-活塞摩擦副为研究对象,基于质量守恒的边界条件,建立均匀分布的微凹坑织构表面油膜压力与变密度两者之间的空化数学解析... 传统的雷诺边界条件没有考虑到微凹坑织构中存在的空化现象,较难准确预测织构化表面的润滑特性。本文以液压缸缸筒-活塞摩擦副为研究对象,基于质量守恒的边界条件,建立均匀分布的微凹坑织构表面油膜压力与变密度两者之间的空化数学解析模型,采用中差分模型和迎风算法进行数值离散,得到摩擦副中油膜的压力分布以及空化生成的位置。FLUENT仿真结果验证了该空化模型的有效性。 展开更多
关键词 液压缸 表面织构 空化模型 质量守恒边界条件
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基于质量守恒边界条件的船舶艉轴承润滑性能分析 被引量:5
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作者 Salaheldin A Mohamad 朱晶智 卢熙群 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期16-23,共8页
以船舶艉轴承为研究对象,基于质量守恒边界条件,编制相应的润滑仿真程序,研究艉轴承的润滑性能,探讨轴承润滑性能随轴承运行参数(如转速、轴承宽度、外载荷及空穴压力等)变化的规律。研究表明:质量守恒边界条件相比于雷诺边界条件,更加... 以船舶艉轴承为研究对象,基于质量守恒边界条件,编制相应的润滑仿真程序,研究艉轴承的润滑性能,探讨轴承润滑性能随轴承运行参数(如转速、轴承宽度、外载荷及空穴压力等)变化的规律。研究表明:质量守恒边界条件相比于雷诺边界条件,更加接近实际情况;空穴压力的增大并不总是有损轴承的承载力;随着空穴压力和轴承宽度的增大,偏心率和最大油膜压力都减小;随着外载荷的增加,油膜压力和空穴区域大小逐渐增大,呈现出很强的非线性趋势;随着转速的增大,油膜压力峰值减小;空穴区域随转速增大而增大,其位置会向最大轴承间隙处移动。 展开更多
关键词 船舶艉轴承 润滑分析 质量守恒边界条件
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超声磨削工程陶瓷边界损伤试验研究 被引量:6
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作者 赵明利 赵波 王裕清 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2010年第4期67-70,共4页
本文就工程陶瓷磨削时出现的边界损伤进行研究,定性分析磨削参数对边界质量的影响。试验发现:大切深磨削时磨粒对材料干涉较深,易引发裂纹,并且砂轮在进入磨削区的瞬间对边界材料施加了极大的挤压力,极易造成边界位置材料的压溃;大功率... 本文就工程陶瓷磨削时出现的边界损伤进行研究,定性分析磨削参数对边界质量的影响。试验发现:大切深磨削时磨粒对材料干涉较深,易引发裂纹,并且砂轮在进入磨削区的瞬间对边界材料施加了极大的挤压力,极易造成边界位置材料的压溃;大功率超声激励下,硬脆材料在一定范围内实现了脆-塑性域或塑性域磨削,超声磨削比普通磨削更能获得优质的边界;另外材料自身特性也是影响边界缺陷的关键因素,塑性好的材料磨削后其边界缺陷相对较少。最后提出了改善硬脆材料边界质量的措施。 展开更多
关键词 边界损伤 边界质量 超声磨削 工程陶瓷
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质量守恒润滑模型的快速数值计算方法 被引量:2
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作者 顾春兴 戴黎 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期147-152,共6页
为了准确地预测流体动压润滑的油膜压力分布,流体润滑模型的数值计算需要采用质量守恒的空穴边界条件,然而,采用质量守恒的空穴边界条件将会导致求解流体润滑模型的计算时间显著增加。为高效精确地求解流体动压润滑问题,结合Fischer-Bur... 为了准确地预测流体动压润滑的油膜压力分布,流体润滑模型的数值计算需要采用质量守恒的空穴边界条件,然而,采用质量守恒的空穴边界条件将会导致求解流体润滑模型的计算时间显著增加。为高效精确地求解流体动压润滑问题,结合Fischer-Burmsister-Newton-Schur(FBNS)方法和网格细化(Grid refinement)策略,提出一种快速收敛的计算流体压力分布的数值仿真方法。该方法采用FBNS方法,将流体润滑模型的离散方程组转化为无约束方程组,以便使用牛顿迭代法求解;然后采用网格细化策略,将润滑模型在粗网格上的计算结果作为细网格上的初始值,从而加快油膜压力计算的收敛速度。采用所提出的快速收敛的数值方法对不同算例进行计算,结果表明,相比传统方法,该方法能够使含油机械系统润滑问题的数值计算变得更精确和更高效。 展开更多
关键词 流体动压润滑 质量守恒边界 网格细化 油膜压力 表面织构
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径向直线槽端面密封空化特性数值模拟 被引量:12
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作者 胡纪滨 刘丁华 魏超 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期551-556,共6页
基于质量守恒边界条件,建立了径向直线槽端面密封空化特性的数值模型.控制方程为考虑惯性的定常不可压缩Reynolds方程,利用有限控制体积法对其进行离散,采用分块加权方法计算膜厚突变处流量,迭代方法为Gauss-Siedel松弛迭代,并对空化特... 基于质量守恒边界条件,建立了径向直线槽端面密封空化特性的数值模型.控制方程为考虑惯性的定常不可压缩Reynolds方程,利用有限控制体积法对其进行离散,采用分块加权方法计算膜厚突变处流量,迭代方法为Gauss-Siedel松弛迭代,并对空化特性影响因素进行了分析.结果表明:不同工况下,油膜破裂位置均在膜厚突然增大处,密封坝阻碍空化的产生;空穴区域随着转速的增大而增大,随着槽深的增大而减小;空化区域在径向由静压决定,周向由动压决定,二者对空化的影响相互独立. 展开更多
关键词 空化 质量守恒边界条件 有限控制体积法 径向直线槽端面密封
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空化模型对径向直线槽端面密封性能分析的影响 被引量:6
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作者 刘丁华 胡纪滨 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1101-1104,1110,共5页
基于Reynolds模型和质量守恒边界条件(JFO模型),建立了径向直线槽端面密封空化特性的数值模型.控制方程为考虑惯性的定常不可压缩Reynolds方程,利用有限控制体积法对其进行离散,采用分块加权方法计算膜厚突变处流量,迭代方法为Gauss-Sie... 基于Reynolds模型和质量守恒边界条件(JFO模型),建立了径向直线槽端面密封空化特性的数值模型.控制方程为考虑惯性的定常不可压缩Reynolds方程,利用有限控制体积法对其进行离散,采用分块加权方法计算膜厚突变处流量,迭代方法为Gauss-Siedel松弛迭代,并对两种模型下的密封性能进行了对比分析.结果表明:采用Reynolds模型极大地低估空化区的面积,并使得开启力、摩擦转矩和泄漏量等参数的计算结果不够准确.在径向直线槽端面密封性能的计算中宜采用质量守恒边界条件. 展开更多
关键词 空化 质量守恒边界条件 Reynolds模型 有限控制体积法 径向直线槽端面密封
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考虑磨损和紊流的径向滑动轴承混合润滑分析 被引量:5
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作者 宋新涛 吴维 苑士华 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期121-128,共8页
基于平均流量方程和Ng-Pan紊流模型,采用质量守恒边界条件,建立了考虑磨损和紊流的径向滑动轴承混合润滑模型,使用有限差分法对模型进行求解。在外载荷恒定的条件下,分析紊流和磨损对油膜压力、油膜厚度、轴心位置和摩擦力的影响。结果... 基于平均流量方程和Ng-Pan紊流模型,采用质量守恒边界条件,建立了考虑磨损和紊流的径向滑动轴承混合润滑模型,使用有限差分法对模型进行求解。在外载荷恒定的条件下,分析紊流和磨损对油膜压力、油膜厚度、轴心位置和摩擦力的影响。结果表明:磨损显著改变了油膜压力和油膜厚度分布,导致轴承偏心率增大,偏位角减小,并对轴承Stribeck曲线有重要的影响;在高转速工况下,紊流使得轴承最大油膜压力和偏心率减小,最小油膜厚度、空化区、偏位角和摩擦系数增大;磨损和紊流对轴承润滑性能均有重大的影响,二者共同作用决定轴承的润滑性能。 展开更多
关键词 径向滑动轴承 混合润滑 磨损 紊流 质量守恒边界条件
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基于Elrod空化算法的Y形槽液膜密封性能分析 被引量:3
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作者 王赟磊 李振涛 +3 位作者 郝木明 李勇凡 徐鲁帅 袁俊马 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期49-55,共7页
基于质量守恒边界条件建立Y形槽液膜密封性能分析数学模型,采用有限差分法对广义Reynolds方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到液膜承载能力、液膜刚度、摩擦扭矩以及泄漏量等性能参数,并探讨Y形槽液膜密封结构参数对... 基于质量守恒边界条件建立Y形槽液膜密封性能分析数学模型,采用有限差分法对广义Reynolds方程进行离散,通过SOR迭代方法对离散方程进行求解,得到液膜承载能力、液膜刚度、摩擦扭矩以及泄漏量等性能参数,并探讨Y形槽液膜密封结构参数对密封性能的影响。结果表明:槽数、周向槽台比和径向槽宽比等结构参数对密封性能有显著影响,液膜承载能力和液膜刚度随着这些结构参数的增大均呈现先增大后减小的趋势,摩擦扭矩随着这些结构参数的增大而增大;泄漏量随着槽数的增加先增大后趋于平稳,随着周向槽台比的增大先增大后减小,随着径向槽宽比的增大而减小;在文中计算条件下,槽数取12~14,槽深取30~35μm,螺旋角取12°~16°,周向槽台比取0.7~1.1,径向槽宽比取0.8~1.0时,Y形槽液膜密封具有较好的稳定性和密封性能。 展开更多
关键词 液膜密封 质量守恒边界 性能参数
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车辆行星轮轴向滑动支承沟槽型织构润滑特性分析 被引量:2
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作者 王宏伟 孙利娟 +2 位作者 赵喜敬 黄凯 史策 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期111-117,共7页
在车辆旋转轴向滑动支承表面加工不同槽型微米级的沟槽,包括椭圆形槽、圆弧槽、三角形槽、梯形槽和矩形槽,利用流体流经浅槽表面产生流体动压力来减小摩擦。在考虑空化和流体惯性影响下,通过数值求解基于质量守恒边界条件的不可压缩定常... 在车辆旋转轴向滑动支承表面加工不同槽型微米级的沟槽,包括椭圆形槽、圆弧槽、三角形槽、梯形槽和矩形槽,利用流体流经浅槽表面产生流体动压力来减小摩擦。在考虑空化和流体惯性影响下,通过数值求解基于质量守恒边界条件的不可压缩定常Reynolds方程,分析不同槽型的结构参数(槽数、槽宽比、径向宽度)和工况参数(转速、槽深比)对润滑性能的影响。结果表明:研究的5种槽型的承载力由大到小依次为三角形、圆弧形、梯形、椭圆形和矩形;增加槽宽比、槽深比、径向宽度有利于降低润滑油温升,而增加槽深比则有利于降低空化率;研究的5种槽型中,矩形槽的润滑油温升最低且润滑流量最大,梯形槽的空化率较小。 展开更多
关键词 轴向滑动支承 沟槽型织构 质量守恒边界 润滑性能
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Mixed convective heat and mass transfer analysis for peristaltic transport in an asymmetric channel with Soret and Dufour effects 被引量:5
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作者 F.M.Abbasi A.Alsaedi T.Hayat 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2014年第12期4585-4591,共7页
The present investigation addresses the simultaneous effects of heat and mass transfer in the mixed convection peristaltic flow of viscous fluid in an asymmetric channel. The channel walls exhibit the convective bound... The present investigation addresses the simultaneous effects of heat and mass transfer in the mixed convection peristaltic flow of viscous fluid in an asymmetric channel. The channel walls exhibit the convective boundary conditions. In addition, the effects due to Soret and Dufour are taken into consideration. Resulting problems are solved for the series solutions. Numerical values of heat and mass transfer rates are displayed and studied. Results indicate that the concentration and temperature of the fluid increase whereas the mass transfer rate at the wall decreases with increase of the mass transfer Biot number. Furthermore, it is observed that the temperature decreases with the increase of the heat transfer Biot number. 展开更多
关键词 peristaltic transport heat and mass transfer Soret and Dufour effects convective boundary conditions
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