材料力学性能退化的超声无损检测与评价 被引量：72

1

作者 税国双 汪越胜 曲建民 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期52-68,共17页

材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而引起超声波传播的非线性,即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础,并综述了利用超声波传播的... 材料性能退化总是伴随着某种形式的材料非线性力学行为,从而引起超声波传播的非线性,即高频谐波的产生.基于此,材料和结构的超声无损检测与主人技术发展成起来.首先介绍固体介质内的非线性超声波动方程的基础,并综述了利用超声波传播的非线性特性对结构材料和粘结面的力学性能退化进行无损检测与评价的研究进展.之后对材料在疲劳、拉伸以及蠕变载荷作用下,其力学性能退化进行超声无损检测与评价的试验研究进行了介绍;综述了超声波传播非线性的机理研究,以及利用超声波对粘结面的粘结强度及其力学性能退化评估所开展的研究.最后指出了今后该领域需要进一步研究的问题. 展开更多

关键词 波传播 材料力学性能 材料非线性 退化 超声波 波动方程 固体 粘结面 粘结强度 基础

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镍基单晶高温合金定向粗化行为及高温蠕变力学性能研究进展 被引量：8

2

作者 吴文平 郭雅芳 汪越胜 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期172-186,共15页

镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的两相叶片材料,由软的γ基体相和均匀镶嵌在其中的立方状γ′沉淀强化相组成.它有个显著的特征,即在高温施加应力条件下,γ′沉淀相会发生定向粗化,形成筏状.这种筏化行为直... 镍基单晶高温合金是一种广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的两相叶片材料,由软的γ基体相和均匀镶嵌在其中的立方状γ′沉淀强化相组成.它有个显著的特征,即在高温施加应力条件下,γ′沉淀相会发生定向粗化,形成筏状.这种筏化行为直接影响了合金的蠕变疲劳寿命,是镍基单晶高温合金强化机制研究的重点.此外,镍基单晶高温合金无晶界,不存在高温晶界弱化、纵向晶界裂纹等问题.因此,γ/γ′相界面的位错运动、微观结构以及在载荷和温度作用下的演化决定了其蠕变力学性能.本文从镍基单晶高温合金的微观强化机制出发对定向粗化行为及蠕变力学性能进行了综述.重点介绍了定向粗化行为发生的微观机理、驱动力、影响因素和蠕变过程中界面微结构演化、蠕变力学模型以及定向粗化对高温蠕变力学性能的影响,指出了高温蠕变力学性能研究的发展方向和仍待解决的问题. 展开更多

关键词 镍基单晶高温合金 定向粗化(筏化) 蠕变 位错 微结构

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形状记忆聚氨酯的热力学性质 被引量：4

3

作者 李郑发 王正道 +1 位作者 王琳赟 畅若妮 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期47-50,共4页

文中对具有形状记忆功能的聚氨酯开展了较为系统的热力学实验,主要包括:材料热膨胀系数测定,不同预应变下材料的冻结和恢复响应,不同温度下材料的应力-应变循环关系和应力松弛实验等。在此基础上,结合材料微结构随温度的变化,对实验结... 文中对具有形状记忆功能的聚氨酯开展了较为系统的热力学实验,主要包括:材料热膨胀系数测定,不同预应变下材料的冻结和恢复响应,不同温度下材料的应力-应变循环关系和应力松弛实验等。在此基础上,结合材料微结构随温度的变化,对实验结果进行了分析。相关研究结果对了解这类功能材料基本热力学性质和建立与之对应的热力学本构具有一定的意义。 展开更多

关键词 聚合物 形状记忆 热力学特性

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形状记忆聚合物热力学本构模型研究进展 被引量：6

4

作者 李郑发 王正道 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期171-174,共4页

形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与记忆合金相比它具有密度低、高恢复率、易生产和低成本等优点。由于这些特性,它广泛应用于医疗和航天等领域,其理论研究逐渐得到人们的重视。形状记忆聚合物主要通过热致变形来实现形状记忆和恢... 形状记忆聚合物是一种新型的智能材料,与记忆合金相比它具有密度低、高恢复率、易生产和低成本等优点。由于这些特性,它广泛应用于医疗和航天等领域,其理论研究逐渐得到人们的重视。形状记忆聚合物主要通过热致变形来实现形状记忆和恢复效应,因此热力学本构模型是其材料的形状记忆和恢复功能的关键因素。文中介绍了形状记忆聚合物热力学本构模型的一些理论研究成果,并对其中存在的一些问题作了简要地讨论。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物 热力学 本构模型

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双层超材料板的带隙特征与隔声性能研究 被引量：1

5

作者 刘兵飞 郝杨杰 +3 位作者 赵寰宇 肖伟民 盖晓玲 骆岩红 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第4期270-277,共8页

通过设计槽形双环共振单元,构造正方点阵、三角点阵双层超材料板,采用有限元法计算他们的弯曲波低频带隙,而局域共振产生负的动态质量密度的频率段与带隙很好地吻合。对于相同晶格常数和材料组分条件下,在弯曲波带隙频率范围分析正方点... 通过设计槽形双环共振单元,构造正方点阵、三角点阵双层超材料板,采用有限元法计算他们的弯曲波低频带隙,而局域共振产生负的动态质量密度的频率段与带隙很好地吻合。对于相同晶格常数和材料组分条件下,在弯曲波带隙频率范围分析正方点阵、三角点阵双层超材料板的双环旋转角β、声波入射角θ对隔声量STL的影响。与常见同质量均质双层板比较,这种新型双层超材料板具有频率低、结构简单、体积小等优点,在减振降噪工程领域有着广阔应用前景。 展开更多

关键词 声学 双层超材料板 弯曲波 低频带隙 点阵类型 隔声特性

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失谐周期结构中振动局部化问题的研究进展 被引量：30

6

作者 李凤明 汪越胜 +1 位作者 黄文虎 胡超 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期498-512,共15页

周期结构在工程中有很多应用实例，其具有频率通带和禁带等特殊力学性质。失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化，即失谐周期结构中存在振动局部化现象。局部化破坏了周期结构模态的规则性，在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过... 周期结构在工程中有很多应用实例，其具有频率通带和禁带等特殊力学性质。失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化，即失谐周期结构中存在振动局部化现象。局部化破坏了周期结构模态的规则性，在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过大，产生能量积聚，甚至导致结构发生疲劳破坏。因此分析失谐周期结构中振动和能量的传播方式与规律具有重要的理论与实际意义，可以为重要子结构的振动控制和减振设计提供理论依据。针对一维直线型周期结构、循环周期结构以及二维周期结构等，综述了其中的振动局部化问题的研究现状，主要集中于力学模型的建立、振动局部化问题的研究内容、分析方法和主要研究结果等，并提出了值得进一步研究的问题。 展开更多

关键词 周期结构 失谐 振动 波 局部化

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45#车轴钢疲劳性能试验研究 被引量：18

7

作者 黄国 黄海明 +1 位作者 王超 李玮洁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期71-76,共6页

通过非金属夹杂物检验和室温拉伸试验,在确保材料的冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上,进行旋转弯曲疲劳试验和断口分析,对45#车轴钢的疲劳性能进行研究。结果表明:与光滑试件相比,带有深度为0.75mm缺口的试件,其疲劳极限应力降低... 通过非金属夹杂物检验和室温拉伸试验,在确保材料的冶金质量和力学性能符合标准要求的基础上,进行旋转弯曲疲劳试验和断口分析,对45#车轴钢的疲劳性能进行研究。结果表明:与光滑试件相比,带有深度为0.75mm缺口的试件,其疲劳极限应力降低44%,其S—N曲线左段部分的斜率更大;其缺口敏感系数为0.79;表面应力集中是导致光滑试件萌生疲劳裂纹的原因;在有缺口的试件断口截面上存在多个疲劳源区,裂纹萌生在缺口的前缘,而且主要是由于缺口处应力集中所致;较大尺寸的非金属夹杂物也是导致车轴钢可能产生疲劳裂纹的启裂源。 展开更多

关键词 车轴钢 性能试验 疲劳极限 S—N曲线 断口分析

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EMC变形机理及在空间展开结构中的应用 被引量：5

8

作者 王正道 李郑发 +1 位作者 熊志远 畅若妮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期305-309,共5页

形状记忆聚合物复合材料(EMC)作为一类新型功能材料,具有高极限应变、高比刚度和低密度等优点,在未来空间展开结构中极具应用潜力。首先介绍了EMC折叠变形机理及作为空间展开材料所具有的优缺点,在此基础上分析比较了现有屈曲理论模型... 形状记忆聚合物复合材料(EMC)作为一类新型功能材料,具有高极限应变、高比刚度和低密度等优点,在未来空间展开结构中极具应用潜力。首先介绍了EMC折叠变形机理及作为空间展开材料所具有的优缺点,在此基础上分析比较了现有屈曲理论模型在分析EMC折叠变形时存在的问题,然后介绍了用EMC设计展开结构目前国际上所取得的一些最新研究进展。由于EMC形状折叠和展开是通过热激励实现的,因此对EMC的热源系统设计也进行了专门分析。最后,对EMC用于空间展开结构亟待解决的问题和今后的一些研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 形状记忆聚合物复合材料 空间展开 折叠变形 屈曲模型 热源系统

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类正方阿基米德格子声子晶体的声学能带结构特性 被引量：9

9

作者 赵寰宇 骆岩红 陈阿丽 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期243-247,252,共6页

利用平面波展开法计算了类正方阿基米德格子水/水银声子晶体能带结构。结果表明:与正方晶格水/水银声子晶体对比,单胞含有4个"原子"类正方阿基米德格子声子晶体存在各向同性带隙和高频带隙;在低频范围内,讨论归一化半径对类... 利用平面波展开法计算了类正方阿基米德格子水/水银声子晶体能带结构。结果表明:与正方晶格水/水银声子晶体对比,单胞含有4个"原子"类正方阿基米德格子声子晶体存在各向同性带隙和高频带隙;在低频范围内,讨论归一化半径对类正方阿基米德格子和正方晶格水/水银声子晶体带隙相对宽度的影响,并比较它们带隙相对宽度,选择合适归一化半径值,这些类型声子晶体能够得到最宽的带隙。 展开更多

关键词 类正方阿基米德格子 各向同性带隙 归一化半径 声子晶体 平面波展开法

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蜂窝材料的弹性波传播特性 被引量：7

10

作者 甄妮 闫志忠 汪越胜 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期769-775,共7页

通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性.采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构——正方、三角与... 通过研究蜂窝材料的弹性波频散关系,分析了其弹性波传播特性.采用基于小波理论的分析方法,将材料参数和位移均展开为双正交周期小波基函数的形式,利用Bloch定理将波动方程转化为特征值方程,求解该方程得到3种典型结构——正方、三角与六角排列的铝(Al)和聚丙烯(PP)蜂窝材料的频散关系,并进行了比较分析.结果显示:结构形式的不同显著地影响其波动特性,而制作材料的不同则没有影响;3种结构形式都不存在完全带隙,但正方和三角形结构在一定的传播方向范围内存在方向带隙,而六角形结构则在任何方向都不存在方向带隙;与正方结构相比,三角结构在相同孔隙率下,在更广的传播方向内和更低的频率下,能产生较宽的方向带隙. 展开更多

关键词 弹性波 蜂窝材料 周期结构 小波理论 频散关系

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碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究 被引量：8

11

作者 彭一江 黎保琨 屈彦玲 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2004年第3期84-87,共4页

碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较... 碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。 展开更多

关键词 抗剪强度 碾压混凝土层面 RCC 砂浆层面 混凝土重力坝 骨料

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二维声子晶体微腔能带结构的有限元分析与设计 被引量：20

12

作者 李建宝 汪越胜 张传增 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期649-655,664,共8页

本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法。该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界... 本文基于ABAQUS建立了二维声子晶体体波能带结构的有限元计算方法。该方法首先利用周期性边界条件和Bloch定理,将周期结构的有限元离散特征方程化归到一个周期单胞内的复系数特征方程,然后将其分为实部和虚部两组方程,并在周期单胞边界上应用Bloch定理,求解得到的实数特征方程,获得频散曲线。与已有计算方法相比,该方法在适用性、计算速度、精确度和收敛性等方面具有明显的优越性。在此基础上使用发展的有限元方法分析研究了不同形状的声子晶体微腔的能带结构特性。结果表明这些晶体结构对于特定频率的声波可以将其限制在声子晶体微腔内,在一定环境下有着较好的吸声降噪功能。 展开更多

关键词 声子晶体 周期结构 微腔 能带结构 有限元法

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类正方阿基米德格子声子晶体带隙稳定性实验研究 被引量：3

13

作者 赵寰宇 何存富 +1 位作者 吴斌 李凤莲 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期891-895,共5页

基于平面波展开法和超声浸水透射技术,理论和实验研究了二维(32.4.3.4)格子钢/水声子晶体带隙性质。与正方晶格钢/水声子晶体相比,类正方(32.4.3.4)格子能够打开高频带隙,并进一步讨论了第一布里渊区Γ-X、Γ-M方向层厚和方向带隙稳定... 基于平面波展开法和超声浸水透射技术,理论和实验研究了二维(32.4.3.4)格子钢/水声子晶体带隙性质。与正方晶格钢/水声子晶体相比,类正方(32.4.3.4)格子能够打开高频带隙,并进一步讨论了第一布里渊区Γ-X、Γ-M方向层厚和方向带隙稳定性关系,这为设计有限尺寸隔声材料提供依据。结果表明:带隙的频率范围和理论计算很好吻合。 展开更多

关键词 (32 4 3 4)格子 实验研究 带隙稳定性 声子晶体

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矩形截面梁中波传播的精确分析 被引量：4

14

作者 孙卫明 杨光松 李东旭 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期701-710,共10页

　将傅立叶级数方法推广应用于矩形截面梁中波传播的精确分析·　不仅试着直接从三维弹性动力学方程出发,导出了矩形截面梁中波传播的一般解析解,而且给出了弹性波在自由矩形截面梁中的传播特性·　波传播精确模型的提出。

关键词 矩形截面梁 波传播 精确分析 傅立叶级数 行波 主动控制

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功能梯度涂层中的Ⅲ型周期裂纹问题 被引量：4

15

作者 黄干云 汪越胜 余寿文 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期97-99,共3页

利用分层模型研究功能梯度涂层中的Ⅲ型周期裂纹问题 ,借助Fourier级数及传递矩阵技术 ,可将该边值问题化为求解Hilbert奇异积分方程 ,数值求解该方程即可得到应力强度因子。数值结果表明 ,当裂纹较密且裂纹相对较短时 ,裂纹之间的相互... 利用分层模型研究功能梯度涂层中的Ⅲ型周期裂纹问题 ,借助Fourier级数及传递矩阵技术 ,可将该边值问题化为求解Hilbert奇异积分方程 ,数值求解该方程即可得到应力强度因子。数值结果表明 ,当裂纹较密且裂纹相对较短时 ,裂纹之间的相互作用比较明显 ; 展开更多

关键词 功能梯度材料 涂层 周期裂纹 反平面 应力强度因子

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脉冲强激光辐照下材料响应的非傅里叶效应 被引量：8

16

作者 黄海明 孙岳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期808-812,共5页

研究了在多脉冲强激光辐照下靶材的热传导与热冲击特性。基于非傅里叶导热定律和热弹性理论,推导出多脉冲激光辐照下靶材温度场和热应力场的解析式;结合适当的边界条件,以不锈钢靶材为例,利用有限差分法和Matlab计算得到了多脉冲强激光... 研究了在多脉冲强激光辐照下靶材的热传导与热冲击特性。基于非傅里叶导热定律和热弹性理论,推导出多脉冲激光辐照下靶材温度场和热应力场的解析式;结合适当的边界条件,以不锈钢靶材为例,利用有限差分法和Matlab计算得到了多脉冲强激光辐照下靶材内部过余温度随时间和深度演化情况以及内部热应力的演化规律。计算结果表明:多脉冲激光辐照下靶材热响应在离边界不同截面处温度波形变化出现延迟性,其滞后性能与弛豫时间有关;非傅里叶解中应力波的波前十分陡峭,具有明显的热冲击性。 展开更多

关键词 激光辐照 多脉冲激光 非傅里叶效应 热冲击

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双圆柱气囊缓冲性能分析 被引量：3

17

作者 黄国 黄海明 +1 位作者 徐晓亮 李玮洁 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期212-216,共5页

基于有限元法和控制体积法,建立了双圆柱气囊缓冲系统的有限元模型。以着陆速度为6.7m/s,高为2m,直径为1m的圆柱形气囊为例,利用LS-DYNA软件计算气囊缓冲过程中空投设备的速度和加速度,并对影响气囊缓冲性能的织物弹性模量、排气孔开口... 基于有限元法和控制体积法,建立了双圆柱气囊缓冲系统的有限元模型。以着陆速度为6.7m/s,高为2m,直径为1m的圆柱形气囊为例,利用LS-DYNA软件计算气囊缓冲过程中空投设备的速度和加速度,并对影响气囊缓冲性能的织物弹性模量、排气孔开口面积以及气囊初始内压进行了分析。结果表明:(1)当气囊织物的弹性模量E≤0.5GPa时,增大弹性模量可以显著提高气囊的缓冲性能;当气囊织物的弹性模量E>0.5GPa时,增大弹性模量对气囊缓冲性能的影响很小。(2)在不超过排气阀门值的范围内,增大气囊的初始内压可以有效地提高气囊的缓冲性能。 展开更多

关键词 双圆柱气囊 缓冲 控制体积法 有限元法

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基于晶格效应的光子晶体带隙特性研究 被引量：3

18

作者 骆岩红 赵寰宇 李公平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期37-45,共9页

对10种类型阿基米德晶格按不同晶格点阵进行分类,利用平面波展开法数值计算了光子晶体的能带结构,讨论归一化半径对其带隙的影响,比较了低频带隙相对宽度值.计算结果表明:单胞含多个"原子"的类正方晶格和类三角晶格光子晶体... 对10种类型阿基米德晶格按不同晶格点阵进行分类,利用平面波展开法数值计算了光子晶体的能带结构,讨论归一化半径对其带隙的影响,比较了低频带隙相对宽度值.计算结果表明:单胞含多个"原子"的类正方晶格和类三角晶格光子晶体均存在TM模各向同性带隙和低频带隙,还容易产生TE模和TM模的完全带隙,进一步分析发现(32.4.3.4)晶格和(3.6.3.6)晶格打开TM模的低频第1带隙下边界值为最小;选择合适归一化半径分别为0.2和0.26,类正方晶格和类三角晶格光子晶体都能够得到较宽TM模低频带隙的最大值,(32.4.3.4)晶格和(3.6.3.6)晶格获得低频带隙为最宽.典型复式晶格空气环/硅光子晶体能够获得较宽的完全带隙.研究结果为设计新型光学器件提供了理论依据. 展开更多

关键词 光子晶体 类正方晶格 类三角晶格 带隙 归一化半径 平面波展开法

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含孔薄板弯曲波动的双互易边界元法 被引量：3

19

作者 高锁文 汪越胜 +1 位作者 章梓茂 马兴瑞 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期1417-1424,共8页

采用双互易边界元法对开孔无限大薄板弹性波的散射与动应力集中问题进行理论分析和数值计算.基于功的互等定理,采用静力基本解建立了薄板弯曲波动问题的双互易边界积分方程.作为数值算例,计算了圆孔附近的动应力集中系数,通过与已有结... 采用双互易边界元法对开孔无限大薄板弹性波的散射与动应力集中问题进行理论分析和数值计算.基于功的互等定理,采用静力基本解建立了薄板弯曲波动问题的双互易边界积分方程.作为数值算例,计算了圆孔附近的动应力集中系数,通过与已有结果进行比较,表明该方法简单有效并能够保证计算精度. 展开更多

关键词 薄板 双互易边界元法 弯曲波的散射 动应力集中

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烧蚀环境下的圆柱绕流计算模型 被引量：3

20

作者 徐晓亮 黄海明 章梓茂 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期170-176,共7页

基于多学科理论建立了高温高压气流环境下圆柱烧蚀、剥蚀的数理模型。利用离散涡方法计算流场与圆柱表面压力分布;采用三方程烧蚀模型计算热化学控制机制下的烧蚀速率,并将其与扩散控制机制下的结果相比较以确定烧蚀量;引入颗粒轨道模... 基于多学科理论建立了高温高压气流环境下圆柱烧蚀、剥蚀的数理模型。利用离散涡方法计算流场与圆柱表面压力分布;采用三方程烧蚀模型计算热化学控制机制下的烧蚀速率,并将其与扩散控制机制下的结果相比较以确定烧蚀量;引入颗粒轨道模型求解剥蚀颗粒的运动。基于该模型对高温高压燃烧室内圆柱形烧蚀试件的绕流场、烧蚀量以及剥蚀颗粒的运动轨迹进行了编程计算分析。研究表明:低雷诺数条件下烧蚀环境对绕流流场的影响不大,而较高雷诺数条件下烧蚀绕流流场与无烧蚀绕流流场的涡街分布存在显著差别;在低雷诺数条件下流场对烧蚀速率的影响甚微,较高雷诺数条件下烧蚀速率略大于无流场烧蚀情况;涡量的存在决定着剥蚀颗粒的运动轨迹与分布,进而影响尾流热场与烧蚀速率。该模型可为热防护材料的烧蚀实验提供参考,并为烧蚀、剥蚀过程的非线性分析提供数据支持。 展开更多

关键词 烧蚀 剥蚀 两相流 离散涡方法

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