激波传播与云空化脱落过程脉动冲击研究

使用实验与数值模拟相结合的方法对NACA0015水翼的云空化流动和压力脉动进行了研究,分析了激波主导下的云空化脱落机理和脉动冲击。实验在空化水洞中进行,采用压力传感器记录监测点压力脉动信息,并使用高速摄像技术捕获空泡形态。通过数值计算,捕捉对应监测点的压力脉动情况,并基于FBM-DCM方法对SST湍流模型进行修正,获取了非定常流动过程中的空化特性。结果表明：可压缩修正后的SST模型很好地捕捉到了大尺度云空化溃灭后形成的激波在吸力面上的传播过程。空泡覆盖区域,压力处于较低水平。激波在传播过程中会导致当地压力的回升。NACA0015水翼在水温33℃、攻角12°、空化数1.4下,模拟得到激波在46%弦长和32%弦长之间的传播速度约为11.53m/s,实验得到激波在该区域传播速度为11.31m/s,二者在数值上较为接近。     

基于模态分解的液环泵喷射器内非定常流动分析

为分析液环泵喷射器内复杂高速射流流场的瞬态流动特性,揭示射流尾迹涡脱落及激波自激振荡频率特征,该研究基于大涡模拟（Large Eddy Simulation, LES）数值模拟采用动态模态分解（Dynamic Mode Decomposition, DMD）和谱本征正交分解（Spectral Proper Orthogonal Decomposition, SPOD）方法对射流拟序结构进行时空解耦,对比分析两种模态分解方法在射流流动特征提取的差异性。研究结果表明,喷射器射流剪切层在与激波的干涉作用下呈现周期性振荡现象,且随着射流的演化其尾缘逐渐形成周期性脱落的尾迹涡。DMD和谱本征正交分解SPOD方法均能实现高速射流流场的解耦,且能够获得时空单频相干特征结构。主导频率1 250 Hz时,密度场DMD和SPOD 1阶模态均能反映激波及其与射流剪切层相互干扰形成的激波串结构特征;频率18 000 Hz时,DMD和SPOD动态模态则表征了射流尾缘周期性脱落的尾迹涡特征。相较于DMD方法,SPOD方法精准获取时空单频动态模态的同时能够反映出湍流射流的演变特征,而且有效避免了DMD基模态筛选时存在的不足。本研究基于LES数值模拟结果采用特征分解方法对喷射器内非定常流场进行了特征分解,为深入探索液环泵喷射器内复杂多物理耦合场奠定基础。     

柴油机微粒捕集器的激波再生研究

以柴油机为研究对象,研究柴油机微粒过滤器的在机再生技术,旨在减少柴油机微粒排放。分析了激波技术的特性,比较了目前几种柴油机微粒捕集器的原理及特点,阐述了燃气激波发生原理,设计了燃气激波微粒捕集器的结构,提出了参数设计的试验方法。     

变频液压可控周期性激振测试系统设计与仿真

为研究能够人为产生和主动控制的液压激振水击波,首先建立了系统数学模型,设计了变频液压激振测试系统.然后通过给定的偏微分运动方程,采用矩形网格特征差分法编程求解出激波器在变频条件下产生的激振压力和流速沿管道断面随时间的变化情况.数值模拟表明沿管道各断面输出的为简谐振动,且油缸处激振压力和流速随激波器频率的增大而增大.系统实测数据与仿真结果接近,说明通过对激波器进行调频可以实现对液压缸激振压力和运动频率的可控调节,为液压激振的振动特性及可控性研究提供了部分理论依据.     

运动激波与气泡串相互作用的多介质数值模拟

通过对激波和流体界面相互作用而诱导的大变形界面演化的数值模拟,验证了Level set 方法精确模拟多个流体界面的有效性.采用间断有限元Galerkin方法求解欧拉方程得到流场解,采用5阶WENO格式求解Level set方程追踪多流体界面,界面附近的边界条件由虚拟流体方法处理.对运动激波和两个气泡相互作用过程进行了数值模拟,得到了不同时刻的压力和密度等值线分布,并分析了计算域中两个气泡同是氦气泡,以及一个是氦气泡,一个是R22气泡情况下的计算结果.计算结果表明:利用多界面Level set方程可高质量地捕捉多个流体界面,处理3种多介质流场数值模拟问题.     

一种新型森林灭火技术原理的试验探索

当前,国际上森林火灾防治技术的研究,仍十分重视水和化学药剂方法的不断完善,并十分强调其空中运载工具的改进,提高机动性与快速反应能力.然而森林火灾经常发生在人员和物质难以抵达的地区,林火阵面随风速、地形、林种、地貌等许多因素不断变化.因此,目前一方面还只能在完善传统方法的基础上,综合运用多种灭火技术,互相配合到达最好的灭火效果;另一方面,更需要探索新的概念,大力发展新的高效的灭火技术.     

激波吹灰器在PX装置炉子上的运用

本文主要通过激波吹灰器在PX装置燃烧炉上的使用,介绍其工作原理、系统组成特点、使用中常见故障的分析及维护改进建议。     

隔离段进口非对称来流对激波串结构的影响

考虑进气道出口流场的影响，设计了针对非对称超声速来流矩形隔离段流场研究的直联式试验风洞，模拟进气道出口流场的各种非对称进口条件进行了吹风试验，并测量了隔离段壁面静压和隔离段进口皮托压力。研究发现，随隔离段进口流动非对称程度的增加，激波串长度增加而隔离段耐受反压的能力下降。考虑了隔离段进口流动非对称的影响，对Billig—Wahrup的激波串长度公式作了改进，故提高了激波串长度预测的精确程度。     

微连续体的电动力学

引力场是由无数相干的引力子一个接一个地在空间中分布形成的一个具有相干结构的连续的整体;光能量是一份一份不连续的,但每个光波都是一个量子化的连续体的整体波动,就好像每个声波都是一群粒子整体的连续的波动一样。方向性、粒子性、概率性是包括声波在内的任何一种波频率足够高时都可显现出来的的波的三大共性。微连续理论从自然最深层次上解释了物体具有惯性的原因,揭开了光速不变之迷,并在狭义相对性原理和等效原理的基础上阐明了光速的相对性,推导出了超光速质能方程和超真空泡原理。     

圆柱桥墩波环对斜交桥墩前冲击高度影响的研究

通过物理模型试验对斜交桥前的壅水及冲高进行了观测,并建立三维水槽数值模型,采用SIMPLE算法耦合k-ε素流模型求解N-S方程组,应用VOF法追踪自由表面,计算了单个圆柱桥墩的绕流流场及冲高,得到了圆柱桥墩产生的斜激波波环与水流Froude数之间的关系,结合单墩产生的斜激波波环分析了斜交桥上游桥墩产生的干扰水流对下游桥墩的墩前冲高的影响.