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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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水雾对火箭射流压力脉动抑制效果的数值研究 被引量：2
2
作者 谢建 谢政 +2 位作者 杜文正 常正阳 姚晓光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2718-2727,共10页
为研究水雾对火箭射流压力脉动的抑制效果,以火箭在地下有限空间内发射为研究对象,采用平面波跨介质传播理论分析了水雾对压力脉动的抑制机理和效果。采用计算流体力学方法,考虑水滴破碎和蒸发作用,详细揭示了射流压力脉动与水雾的作用... 为研究水雾对火箭射流压力脉动的抑制效果,以火箭在地下有限空间内发射为研究对象,采用平面波跨介质传播理论分析了水雾对压力脉动的抑制机理和效果。采用计算流体力学方法,考虑水滴破碎和蒸发作用,详细揭示了射流压力脉动与水雾的作用过程,并研究了水雾参数对压力脉动抑制效果的影响规律。数值结果表明,不同水滴直径的水雾对压力脉动有2种不同的抑制机理,当水雾的水滴直径大于0.7mm时,水雾对压力脉动的抑制效率随水滴直径增大而降低;当水滴直径小于0.7mm时,抑制效率受水滴直径变化的影响可以忽略;临界直径的值是压力脉动时间特性的函数。此外,水雾的浓度越高,水雾对射流压力脉动的抑制效果越好;压力脉动抑制效果与水雾层厚度之间呈类似抛物线关系,当水雾层厚度为0.3m时,传递系数不大于0.43,水雾对射流压力脉动有最优的抑制效果。 展开更多
关键词 水雾 火箭 压力脉动 燃气流场 数值计算 抑制
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固体火箭点火超压形成机理与影响因子研究
3
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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防护工程火灾烟气扩散流量模型试验
4
作者 邢哲理 茅靳丰 +3 位作者 周进 李超峰 陈飞 涂江峰 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2016年第2期190-192,共3页
为讨论防护工程单室火灾时单室扩散至走廊的烟气流量特性,搭建模型试验台并开展模型试验,研究烟气流量与单室内烟气层温度之间的关系。结果表明,无量纲烟气流量与单室内无量纲烟气层温度之间遵循指数关系;试验值与经验方程预测值基本一... 为讨论防护工程单室火灾时单室扩散至走廊的烟气流量特性,搭建模型试验台并开展模型试验,研究烟气流量与单室内烟气层温度之间的关系。结果表明,无量纲烟气流量与单室内无量纲烟气层温度之间遵循指数关系;试验值与经验方程预测值基本一致,误差在15%以内;火源规模和走廊高度对烟气流流量具有显著影响,走廊宽度的影响可忽略。 展开更多
关键词 防护工程 火灾 烟气 流量模型
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火箭点火压力脉冲形成机理与影响因子分析 被引量：3
5
作者 谢建 谢政 +2 位作者 常正阳 杜文正 权辉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期152-159,共8页
为深入研究火箭点火瞬时压力脉冲形成机理,以火箭在地下有限空间内发射为研究对象,采用一维线性波理论分析了压力脉冲的形成机理和影响因子,并对压力脉冲幅值进行了估算。同时,采用计算流体力学方法,建立了基于三维可压缩气体Navier-Sto... 为深入研究火箭点火瞬时压力脉冲形成机理,以火箭在地下有限空间内发射为研究对象,采用一维线性波理论分析了压力脉冲的形成机理和影响因子,并对压力脉冲幅值进行了估算。同时,采用计算流体力学方法,建立了基于三维可压缩气体Navier-Stokes方程的火箭发射燃气流场模型,详细揭示了压力脉冲在地下井内的幅值分布和演化规律。仿真结果表明,发动机燃烧室建压速率越大,井内的压力脉冲峰值越大,峰值出现的时间越早;燃气流密度越大,压力脉冲峰值越小,峰值出现的时间越晚;井筒越深,压力脉冲幅值越大。一维线性波理论分析和计算流体力学方法结果的压力脉冲峰值与试验结果比较,相对误差均不大于14.2%,表明这两种方法均能有效预示火箭点火压力脉冲幅值和分布规律。 展开更多
关键词 火箭 点火压力脉冲 燃气流场 一维线性波 数值计算
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水力联合TBM射流移动速度与切割能力匹配问题 被引量：4
6
作者 徐福通 周辉 +3 位作者 李彦恒 高阳 卢景景 邱浩权 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4024-4035,共12页
水力联合TBM(隧道掘进机)在刀盘边缘高线速度状态下,高压水射流喷嘴难以有效发挥射流切割能力,成为制约水射流技术助力机械滚刀破岩效率提升的关键问题,基于此,本文首先对比TBM刀盘边缘的线速度(2.6~4.0 m/s)与水射流岩石切割试验中喷... 水力联合TBM(隧道掘进机)在刀盘边缘高线速度状态下,高压水射流喷嘴难以有效发挥射流切割能力,成为制约水射流技术助力机械滚刀破岩效率提升的关键问题,基于此,本文首先对比TBM刀盘边缘的线速度(2.6~4.0 m/s)与水射流岩石切割试验中喷嘴移动速度(0.01~1.50 m/s),发现当前实验室水射流切割试验无法合理反映TBM工作时刀盘高线速度与切割能力的匹配问题;其次,开展砂岩和花岗岩的水射流重复切割试验;最后,探讨提高水射流喷嘴高速移动状态下切割能力的方案,提出实验室开展高速水射流切割试验装备的优化方向,并分析TBM开展磨料水射流破岩的可行性。研究结果表明:试验最大速度下重复切割后砂岩及花岗岩切割深度分别增大100%和55%,说明重复切割可以显著提高水射流切割能力;重复切割岩石产生的热量会导致试样表面温度上升,试验后砂岩和花岗岩表面温度最大分别达到53.0℃和48.1℃;采用水射流重复切割以及研发特殊射流破岩技术,对于提高TBM刀盘边缘高线速度条件下水射流切割深度具有重要意义。 展开更多
关键词 水力联合隧道掘进机 水射流切割试验 切割能力 喷嘴移动速度 切割装置优化
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冲击载荷作用下路面结构的沉降及破坏特征 被引量：6
7
作者 林钦栋 冯春 +3 位作者 唐德泓 李世海 殷凌云 王然江 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期106-119,共14页
随着公路在导弹的无依托随机发射中扮演更加重要的角色,研究发射期间其在发射筒冲击载荷作用下的沉降及破坏特征对提高我国武器威慑力具有重要意义。选择低等级道路结构为研究对象,基于河南省、山东省、云南省及广东省的低等级道路统计... 随着公路在导弹的无依托随机发射中扮演更加重要的角色,研究发射期间其在发射筒冲击载荷作用下的沉降及破坏特征对提高我国武器威慑力具有重要意义。选择低等级道路结构为研究对象,基于河南省、山东省、云南省及广东省的低等级道路统计信息,建立典型低等级道路结构的1/4简化计算模型,采用一种基于有限元和离散元耦合的显式数值分析方法CDEM,并引入塑性-局部化-破裂耦合的本构模型,实现冲击载荷作用下路面沉降的三维全时程模拟,显式地展现裂纹萌生和扩展过程,实现路面结构从连续状态到非连续状态的过渡。通过与落锤弯沉仪试验的监测结果对比验证道路简化模型的正确性及CDEM的计算精度,随后各选取一个沥青混凝土和水泥混凝土道路结构进行数值模拟,并从沉降量、破裂度、破坏特征等方面分析。计算结果表明:沉降量时程曲线与冲击载荷时程曲线变化趋势一致,沉降量在冲击载荷峰值点处达到最大值;破裂面主要产生于冲击载荷急剧增大时期,约占最终全部破裂面积的97%;破裂面大体分为路面结构层内的竖向破裂面和层间的水平破裂面,破坏类型包括拉伸破坏与剪切破坏;路面结构上部易产生环状破裂面,下部易产生径向破裂面。 展开更多
关键词 低等级道路 冲击载荷 沉降与破坏 CDEM 落锤弯沉仪
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内爆炸作用下隧道衬砌结构动力响应数值分析 被引量：3
8
作者 赵德博 储程 苏栋 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期265-271,共7页
为准确研究内爆炸作用下隧道衬砌结构的动力响应,建立了"炸药-空气-结构-土体"流固耦合模型对全比例隧道衬砌结构的内爆炸试验进行了数值模拟。模拟首先采用精细网格的一维轴对称模型计算起爆阶段爆炸波在自由场中的传播,并... 为准确研究内爆炸作用下隧道衬砌结构的动力响应,建立了"炸药-空气-结构-土体"流固耦合模型对全比例隧道衬砌结构的内爆炸试验进行了数值模拟。模拟首先采用精细网格的一维轴对称模型计算起爆阶段爆炸波在自由场中的传播,并在爆炸波抵达衬砌结构前将一维轴对称模型计算结果映射至三维流固耦合模型中继续计算爆炸波、衬砌结构以及土体的相互作用。数值模拟获取的超压时程及衬砌结构破坏形态与试验结果吻合较好,说明了所建立数值模型以及映射模拟方法的适用性。基于数值仿真结果对于隧道衬砌内爆炸过程的爆炸波流场特征进行了分析。研究表明:偏心爆炸工况下冲击波在爆炸远区出现了较长时间的汇集,此区域的衬砌结构承受了较大的冲击波超压及冲量作用,为抗爆设计的薄弱部位。 展开更多
关键词 隧道工程 内爆炸 数值模拟 隧道衬砌 动力响应
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面向视觉相似的红外伪装仿真效果评估 被引量：10
9
作者 方浩 李艾华 +3 位作者 潘玉龙 王学进 姜柯 王华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期351-357,共7页
针对红外伪装仿真系统效果评估困难的问题,提出了一种面向视觉相似的解决方法。从视觉相似的角度出发,定义了一种新的视觉相似性模型,并建立了包括温度偏差系数、离散偏差系数和视觉相似性系数的评价指标体系;为减小主观经验的影响,引... 针对红外伪装仿真系统效果评估困难的问题,提出了一种面向视觉相似的解决方法。从视觉相似的角度出发,定义了一种新的视觉相似性模型,并建立了包括温度偏差系数、离散偏差系数和视觉相似性系数的评价指标体系;为减小主观经验的影响,引入直觉模糊集理论,建立了仿真效果评估的多属性决策模型;采用逼近理想解的排序算法(TOPSIS)进行模型求解,并针对算法存在距离正、负理想方案区分度不高的问题,定义了一种基于直觉模糊集Hamming距离的灰色接近系数来表征方案与理想方案的接近程度,有效解决了多属性决策问题。实例表明,该方法的评估结果与TOPSIS方法的结果一致,且与专家评估结果一致,验证了评价指标体系的合理性和评估方法的可行性。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 效果评估 伪装 视觉相似性 直觉模糊集 逼近理想解的排序算法 灰色关联
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发射井口引射流场理论计算与仿真
10
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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