火箭发射燃气流二次燃烧数值研究 被引量：10

1

作者 谢政 谢建 +1 位作者 常正阳 杜文正 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期542-549,共8页

为研究二次燃烧对火箭地下热发射排焰环境的影响,采用9组分11步反应的H_2-CO燃烧模型模拟火箭出井过程中发动机的燃气流与空气二次燃烧过程,运用域动分层动网格技术,对火箭运动区域进行更新,数值研究二次燃烧对井内流场温度、压力载荷... 为研究二次燃烧对火箭地下热发射排焰环境的影响,采用9组分11步反应的H_2-CO燃烧模型模拟火箭出井过程中发动机的燃气流与空气二次燃烧过程,运用域动分层动网格技术,对火箭运动区域进行更新,数值研究二次燃烧对井内流场温度、压力载荷以及火箭出井速度和时间的影响。数值结果表明,富燃燃气与空气混合发生二次燃烧,导致井内局部燃气流温度、压力升高,但在井底导流锥冲击区、排焰道转弯区以及箭体底部和箭体壁面部位温度、压力载荷分布受二次燃烧的影响较小,相对变化率均不大于8.33%;火箭出井速度和时间受二次燃烧的影响可以忽略。 展开更多

关键词 火箭 热发射 燃气流 二次燃烧 数值仿真

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一种火箭发射场坪流场的环形线汇描述方法 被引量：2

2

作者 谢建 权辉 谢政 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1401-1407,共7页

针对火箭发射场坪流场分布规律,基于势流法提出环形线汇描述方法,推导了环形线汇流场的速度势和速度的计算公式,建立了流场的FLUENT仿真模型并进行计算,将环形线汇理论计算结果与仿真结果进行对比。结果表明,不同火箭半径和入口流速对... 针对火箭发射场坪流场分布规律,基于势流法提出环形线汇描述方法,推导了环形线汇流场的速度势和速度的计算公式,建立了流场的FLUENT仿真模型并进行计算,将环形线汇理论计算结果与仿真结果进行对比。结果表明,不同火箭半径和入口流速对环形线汇和FLUENT仿真两种方法计算结果的相关性没有影响,随着箭井间隙增大,两种方法计算结果的相关度减小;环形线汇方法能够描述发射场坪流场变化趋势,在箭井间隙较小且误差允许时可以作为发射场坪流场的简化描述方法。 展开更多

关键词 发射场坪 势流法 环形线汇 FLUENT 箭井间隙

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发射井口引射流场理论计算与仿真

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作者 谢建 权辉 +1 位作者 谢政 韩小霞 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期126-134,共9页

针对发射井口引射流场,改进了环形线汇描述方法。推导了速度势和速度的计算公式,建立了流场的FLUENT仿真模型并进行了计算,对理论计算和软件仿真的结果进行了对照验证,根据改进的环形线汇速度计算公式,求取了流场特征曲线的近似方程并... 针对发射井口引射流场,改进了环形线汇描述方法。推导了速度势和速度的计算公式,建立了流场的FLUENT仿真模型并进行了计算,对理论计算和软件仿真的结果进行了对照验证,根据改进的环形线汇速度计算公式,求取了流场特征曲线的近似方程并进行了验证。结果表明,改进的环形汇线的模型和FLUENT仿真的计算结果高度吻合,验证了理论公式的准确性和仿真模型的正确性;随着入口速度和箭井间隙的增大,轴向速度和径向速度的最大幅值均显著增大,随着火箭半径的增大,轴向速度和径向速度的最大幅值保持不变,但径向速度的正向峰值缓慢增大;特征曲线的近似方程可较准确地描述流场特征。研究结果揭示了发射场坪引射流场的变化规律,为分析发射场坪流场提供了有力工具。 展开更多

关键词 引射流场 环形线汇 FLUENT 箭井间隙 特征曲线

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一种考虑壁面摩擦作用的发射井引射器设计方法

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作者 权辉 谢建 +1 位作者 谢政 李良 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期274-285,共12页

针对发射井优化设计问题,基于引射器函数方法提出了一种考虑壁面摩擦作用的发射井引射器准一维设计方法,建立了考虑壁面摩擦作用的引射器函数和静压协调函数.证明了考虑壁面摩擦作用时驻点速度小于声速,引射器不能达到第三极限,只能达... 针对发射井优化设计问题,基于引射器函数方法提出了一种考虑壁面摩擦作用的发射井引射器准一维设计方法,建立了考虑壁面摩擦作用的引射器函数和静压协调函数.证明了考虑壁面摩擦作用时驻点速度小于声速,引射器不能达到第三极限,只能达到驻点极限.以实际算例分析了发动机总压、发射井横截面积、混合室出口压强变化时的引射器工作特性,画出了工作特性曲线.采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,分别建模分析了发动机总压、发射井横截面积、混合室出口压强变化时发射井引射器中超声速射流流动形态,将CFD方法得到的混合室入口压强与准一维方法的结果进行了对比.结果表明,准一维方法得到的工作特性曲线与CFD方法的计算结果差距较小,在混合室背压变化时最大误差为4.31%,验证了准一维方法的准确性. 展开更多

关键词 发射井 壁面摩擦 引射器函数 静压协调函数 驻点极限 工作特性曲线

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固体火箭点火超压形成机理与影响因子研究

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作者 谢建 谢政 +1 位作者 杜文正 常正阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期339-346,共8页

为研究固体火箭点火超压的形成机理和影响因子,以Ariane 5火箭固体助推器1/35缩比模型为研究对象,基于可压缩气体三维Navier-Stokes方程建立固体火箭尾焰流场的数学模型。同时,使用有限速率/涡耗散模型表征尾焰复燃反应,采用有限体积法... 为研究固体火箭点火超压的形成机理和影响因子,以Ariane 5火箭固体助推器1/35缩比模型为研究对象,基于可压缩气体三维Navier-Stokes方程建立固体火箭尾焰流场的数学模型。同时,使用有限速率/涡耗散模型表征尾焰复燃反应,采用有限体积法求解火箭尾焰流场控制方程,得到箭体尾部近场的点火超压幅值与分布情况。与试验数据比较,数值结果较好的反映了点火超压的过程特性。进而,采用该数学模型和求解方法,研究了点火超压的影响因子。计算结果表明,尾焰复燃反应对点火超压的影响较小,与无复燃反应的计算结果比较,点火超压的峰值相对变化幅度不大于1.85%,点火超压的波形与分布特性的变化可以忽略;建压速率越快,点火超压峰值越大,且呈非线性比例关系增长;喷管膨胀比主要影响点火超压的波形,对其峰值影响较小。 展开更多

关键词 固体火箭 点火超压 复燃 建压速率 喷管膨胀比

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电动冲量发生器设计与数值分析

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作者 郭保全 李鑫波 +2 位作者 栾成龙 黄通 潘玉田 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第2期51-54,共4页

为获得合适的冲击特性,以某冲击载荷加载试验为依托,基于碰撞能量转移原理,提出一种通过电机驱动、齿轮齿条传动、碰块直线运动结合的电动冲量发生器设计方案。建立了该型电动冲量发生器的数学模型,分析了设计参数对产生冲量的影响,提... 为获得合适的冲击特性,以某冲击载荷加载试验为依托,基于碰撞能量转移原理,提出一种通过电机驱动、齿轮齿条传动、碰块直线运动结合的电动冲量发生器设计方案。建立了该型电动冲量发生器的数学模型,分析了设计参数对产生冲量的影响,提出了满足不同冲量要求的模拟试验的调整方案。研究结果表明:新型电动冲量发生器可以较好模拟试验所需的冲量,可以通过调整碰块质量的大小以满足不同冲量要求的模拟试验。 展开更多

关键词 冲击载荷 冲量发生器 电动 碰撞

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短时高过载永磁同步电机电磁热研究 被引量：18

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作者 刘毓希 李立毅 +2 位作者 曹继伟 高钦和 孙曌续 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期2296-2305,共10页

短时高过载永磁同步电机广泛应用于航空航天等应用领域,具有高过载倍数、高动态响应和高可靠性等特点。为提高电机的极限转矩输出能力,研究分析了电负荷和磁负荷对电机过载能力的影响以及恒转速条件下绕组匝数对极限功率输出的影响;分... 短时高过载永磁同步电机广泛应用于航空航天等应用领域,具有高过载倍数、高动态响应和高可靠性等特点。为提高电机的极限转矩输出能力,研究分析了电负荷和磁负荷对电机过载能力的影响以及恒转速条件下绕组匝数对极限功率输出的影响;分析了过载倍数对电机损耗分布规律的影响,并分析了在常温和高温环境下,电机运行工况为长时工作制、短时周期工作制和短时高过载工作制时温升变化情况以及机壳热容量对电机温升分布的影响;最后搭建了不同环境下电机实验平台,通过实验验证了电机在不同环境温度和不同工况下温升变化情况和极限转矩条件下电流的过载倍数情况,实验和仿真分析基本一致,从而验证了理论的正确性,为短时高过载电机的设计提供了一定的理论参考依据。 展开更多

关键词 永磁同步电机 极限转矩 短时高过载 动态响应 环境温度

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基于虚拟样机的轴向柱塞泵动态特性仿真研究 被引量：10

8

作者 钱文鑫 高钦和 +1 位作者 李向阳 李奕宁 《液压与气动》 北大核心 2017年第8期61-67,共7页

为研究轴向柱塞泵的动态特性,理论分析了其运动特性和流量脉动特性,并基于ADAMS与AMESim软件建立了某型柱塞泵的虚拟样机模型。通过联合仿真得到了不同转速下的柱塞位移、速度、加速度曲线,不同转速、斜盘倾角下的流量脉动曲线,以及不... 为研究轴向柱塞泵的动态特性,理论分析了其运动特性和流量脉动特性,并基于ADAMS与AMESim软件建立了某型柱塞泵的虚拟样机模型。通过联合仿真得到了不同转速下的柱塞位移、速度、加速度曲线,不同转速、斜盘倾角下的流量脉动曲线,以及不同负载下的传动轴转矩、泵出口压力曲线。研究结果表明:为减小柱塞泵的振动与噪声,其转速应限制在一定范围内;适当提高转速、减小斜盘倾角可减小流量脉动。研究结果可为柱塞泵结构优化提供参考依据。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 虚拟样机技术 流量脉动

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扩张状态观测器的观测误差前馈补偿设计 被引量：9

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作者 高钦和 董家臣 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期93-102,共10页

在“总和”扰动模型未知的前提下,针对线性扩张状态观测器跟踪时变信号精度不高的问题,设计出一种前馈观测补偿器。在分析线性扩张状态观测器观测原理的基础上,通过对扰动项的线性近似、误差系统动态响应的忽略,在时域内推导出观测静差... 在“总和”扰动模型未知的前提下,针对线性扩张状态观测器跟踪时变信号精度不高的问题,设计出一种前馈观测补偿器。在分析线性扩张状态观测器观测原理的基础上,通过对扰动项的线性近似、误差系统动态响应的忽略,在时域内推导出观测静差的量化表达式,进而使用扰动微分项的估计值替代真值对观测作前馈补偿。理论分析了替代的可行性,证明了补偿器减小观测误差幅值、超前校正观测相位滞后的作用。将这一补偿思想推广至非线性扩张状态观测器中。通过仿真对补偿器提高观测精度、加快误差收敛的有效性进行检验,实验结果进一步表明,补偿器的引入能显著提高整个自抗扰控制系统的控制精度,从而证明了这种补偿思路的可行性。 展开更多

关键词 扩张状态观测器 微分线性化 观测静差 前馈补偿 相位滞后

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基于AMESim的轴向柱塞泵流量脉动特性仿真研究 被引量：15

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作者 钱文鑫 高钦和 +1 位作者 李向阳 张琰 《机床与液压》 北大核心 2018年第7期114-117,共4页

流量脉动特性是轴向柱塞泵的固有特性,是影响轴向柱塞泵工作性能和液压系统稳定性的重要因素。为减小轴向柱塞泵的流量脉动,理论分析了其运动特性和流量脉动特性;基于AMESim软件建立了仿真模型,得到了不同柱塞数目、转速和斜盘倾角情况... 流量脉动特性是轴向柱塞泵的固有特性,是影响轴向柱塞泵工作性能和液压系统稳定性的重要因素。为减小轴向柱塞泵的流量脉动,理论分析了其运动特性和流量脉动特性;基于AMESim软件建立了仿真模型,得到了不同柱塞数目、转速和斜盘倾角情况下的流量脉动曲线。研究结果表明:轴向柱塞泵的流量脉动随柱塞数目增加、转速提高和斜盘倾角的增大而减小,研究结果为减小轴向柱塞泵的流量脉动提供了参考依据。 展开更多

关键词 轴向柱塞泵 流量脉动特性 AMESIM

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高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器动力学特性研究

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作者 常亚 郭保全 +2 位作者 丁宁 黄通 潘玉田 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2021年第1期24-29,共6页

为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载... 为探究筒型电磁阻尼器在高冲击环境下的制动效果,开展了高冲击载荷作用下筒型电磁阻尼器的动力学特性研究。基于ANSYS Maxwell电磁学有限元软件建立筒型电磁阻尼器二维数值仿真模型;通过对数值模型进行计算,获得筒型电磁阻尼器在冲击载荷作用下的阻尼输出特性和动力学特性,研究分析了内筒和外筒电磁阻尼力的分布特点;重点探究了导磁筒厚度、导电筒厚度、气隙宽度以及磁靴厚度等参数对动力学特性的影响。研究结果表明:双筒型电磁阻尼器的阻尼力主要由内外导电筒提供,外导电筒占据主导部分;内外导磁筒厚度在一定范围内不会对阻尼力产生影响。 展开更多

关键词 高冲击载荷 电磁阻尼 数值仿真 动力学特性

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杠杆平衡式起竖机构的建模与运动轨迹规划 被引量：3

12

作者 刘毓希 高钦和 +1 位作者 牛海龙 程祥瑞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期212-217,共6页

针对特种车辆起竖过程中多级缸换级负载冲击大等问题,采用单级缸驱动的杠杆平衡式起竖机构,并建立了该机构的数学模型,推导出机构输入与输出之间的表达关系式;针对机构不同的运动情况对整体性能影响大的问题,提出采用正向规划和逆向求... 针对特种车辆起竖过程中多级缸换级负载冲击大等问题,采用单级缸驱动的杠杆平衡式起竖机构,并建立了该机构的数学模型,推导出机构输入与输出之间的表达关系式;针对机构不同的运动情况对整体性能影响大的问题,提出采用正向规划和逆向求解规划的运动轨迹规划方法,并分析了这两种方法在不同场合下的适用情况。仿真与实验结果表明:该方法所建立的数学模型是正确的,且电动缸伸出长度与起竖角度有直接的数学关系;电动缸的运动速度与负载的起竖角速度有间接的比例关系,这说明在无传感器的情况下就可以监测负载的运动状况,为起竖机构运动规划时临界条件的判断以及今后的研究提供了重要的理论参考依据;正向轨迹规划有利于机构的快速起竖和减少最大输出功率,逆向轨迹规划有利于机构的平稳起竖。 展开更多

关键词 杠杆平衡式起竖机构 数学建模 运动轨迹规划 无传感器测量

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变截面管道内爆炸载荷作用下固-液-固隔层结构响应数值模拟研究

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作者 蔡振涛 郭保全 +2 位作者 丁宁 黄通 李鑫波 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第5期66-72,共7页

为探究爆炸载荷作用下固-液-固隔层结构的破碎特性,针对具有固-液-固隔层结构的变截面管道工况,基于欧拉-拉格朗日耦合(Euler-Lagrangian coupling method,CEL)方法建立爆炸载荷-隔层流固耦合模型,对爆炸载荷作用下固-液-固隔层结构的... 为探究爆炸载荷作用下固-液-固隔层结构的破碎特性,针对具有固-液-固隔层结构的变截面管道工况,基于欧拉-拉格朗日耦合(Euler-Lagrangian coupling method,CEL)方法建立爆炸载荷-隔层流固耦合模型,对爆炸载荷作用下固-液-固隔层结构的响应特性进行数值模拟。在分析爆炸冲击作用下固-液-固隔层结构的响应过程基础上,重点探究了液体隔层厚度和固体隔层材料脆性对隔层破碎特性的影响。研究结果表明:固-液-固隔层结构的破碎过程主要由前固体隔层变形阶段、液体隔层震荡阶段和后固体隔层阻滞阶段三部分组成,固体隔层的形变和液体冲击波的传播是影响固-液-固隔层结构的主要因素,且由于后端固体隔层的阻滞影响,使得在液体隔层中传播的应力波反射形成稀疏波,在爆炸气流运动的反方向产生"中心射流现象"。 展开更多

关键词 爆炸冲击波 管道 流固耦合 反射波

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基于液柱平衡体的单兵筒式武器动力学特性研究

14

作者 常亚 郭保全 +2 位作者 丁宁 黄通 栾成龙 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第4期52-55,共4页

为探究发射过程中液柱平衡体对单兵筒式武器射击稳定性的影响,对基于液柱平衡体的单兵筒式武器动力学特性进行研究。通过分析采用液体平衡发射技术的单兵筒式武器发射过程,建立其受力模型;利用Fluent流体仿真软件建立喷管气液两相流仿... 为探究发射过程中液柱平衡体对单兵筒式武器射击稳定性的影响,对基于液柱平衡体的单兵筒式武器动力学特性进行研究。通过分析采用液体平衡发射技术的单兵筒式武器发射过程,建立其受力模型;利用Fluent流体仿真软件建立喷管气液两相流仿真模型,重点分析液体工质对喷管推力的影响特性;并分析了液柱平衡体影响下单兵筒式武器膛线导转侧力的变化规律。研究结果表明:液柱平衡体对单兵筒式武器射击稳定性影响较大,有必要进一步优化设计。 展开更多

关键词 单兵筒式武器 液柱平衡体 动力学 导转侧力 喷管推力

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排焰道流动损失对地下井引射性能的影响

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作者 谢政 权辉 +3 位作者 常正阳 汪亚群 陈换新 谭飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期96-103,共8页

针对地下井引射器设计问题,基于引射器函数理论和可压缩流体管道流动理论,提出了一种考虑排焰道流动损失的地下井引射器描述方法,并结合理想引射器数学模型,分别建立了考虑排焰道流动损失的基本引射器数学模型和极限引射器数学模型。基... 针对地下井引射器设计问题,基于引射器函数理论和可压缩流体管道流动理论,提出了一种考虑排焰道流动损失的地下井引射器描述方法,并结合理想引射器数学模型,分别建立了考虑排焰道流动损失的基本引射器数学模型和极限引射器数学模型。基于这两个数学模型,引入考虑排焰道流动损失的引射器函数和静压协调函数,分析了发动机总压、混合室直径、总体冲量阻力系数对地下井引射性能的影响和总体冲量阻力系数随排焰道阻力系数和转角的变化规律。结果表明,不能通过持续增大发动机总压和减小混合室直径的方法获得较低的混合室入口压强,较小的总体冲量阻力系数可以获得较低的混合室压强,总体冲量阻力系数随着转角的减小和阻力系数的增大而增大。 展开更多

关键词 地下井 排焰道 引射器函数 静压协调函数 驻点极限 阻力系数

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