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  • 简介:复合材料加筋结构往往存在一定的初始分层缺陷,初始分层缺陷的数值模拟较为困难。若将分层两侧子板定义为接触关系,模型收敛速度很慢。若将分层缺陷挖空,则在数值模拟过程中,分层两侧的子板会发生相互嵌入的现象。本文参考相关文献,建立了一种特殊本构关系的粘接元,该粘接元仅有法向抗压刚度,没有法向抗拉和面内剪切刚度,很好地克服了数值计算中出现子层相互嵌入的现象,并提高了模型计算时的收敛速度。

  • 标签: 分层缺陷 自定义粘接元 子层嵌入 收敛速度 本构关系
  • 简介:分离涡数值模拟方法(DES)在物面附近求解雷诺平均Navier-Stokes方程,在其他区域采用大涡模拟方法,兼具前者计算量小的优点和后者能模拟大分离湍流流动、计算精度高的优势。论文分别采用RANS和DES方法对舰船空气流场进行数值模拟,通过所得流场结果与实测数据的对比分析,说明DES方法对大分离流动具有更强的模拟能力,更加适用于舰船空气流场预报。

  • 标签: 脱体涡 大分离流动 舰船 空气流场
  • 简介:为探讨高湍流度格栅的几何设计方法,采用基于非结构网格的大涡模拟方法,以单平面格栅为研究对象,计算分析了不同格栅稠度、几何形状、来流雷诺数及表面粗糙度下,格栅后湍流度、各向同性特征沿流向的变化。结果表明,格栅稠度对各向同性湍流度基本无影响,稠度增加能增加格栅初始湍流度;存在优化的格栅形状、与格栅尺寸变化相关的来流雷诺数及格栅表面粗糙度,能改善湍流各向同性特征,进而提高格栅湍流度。

  • 标签: 高湍流度格栅 单平面格栅 格栅设计 各向同性湍流 大涡模拟 涡轮叶片
  • 简介:利用课题组自主开发的三维非结构隐式N—S计算软件CU—Turbo,采用气热耦合计算方法,对MarkⅡ内冷径向涡轮导向叶片、带气膜冷却涡轮导叶MTl的流场和温度场进行了数值模拟。计算过程中,隐式时间推进中Jacobians矩阵采用对Roe通量的一种近似方法求解。结果表明,计算值与试验值吻合良好,验证了气热耦合计算方法的实用性和有效性,为涡轮工程设计提供了一种新的计算分析方法;涡轮叶片通道内附面层的不同流动状态及气膜冷却,对当地换热都有很大的影响。

  • 标签: 涡轮叶片 气热耦合 气膜冷却 隐式时间推进 非结构网格
  • 简介:对梯形空腔内的层流自然对流换热进行了数值模拟,用SIMPLE算法和中心差分格式、二阶迎风格式对该问题(Ra=1×10^3~1×10^7)进行了详细的数值计算,最终得出了梯形空腔在不同Ra数下的等温线与流线,总结分析了其内部换热规律,认为Ra≤1×10^4时空腔内部换热方式以导热为主,Ra〉1×10^4时空腔内部换热方式以对流换热为主,Rn〉1×10^7时空腔内部为湍流,应该用湍流模型进行数值计算研究。

  • 标签: 自然对流 数值模拟 SIMPLE算法
  • 简介:以低温氢气安全排放为目的,采用数值模拟方法对低温氢气直接排放和燃烧排放的流场进行分析.流场仿真计算采用了标准双方程k-ε湍流模型和氢氧单步燃烧模型.研究参数包括氢排放压力、流量、温度和环境风速,评价指标为氢扩散范围和燃烧范围.计算结果表明:燃烧排放燃烧范围小于直接排放氢扩散范围;排放压力增加、流量增大和温度降低均会使氢扩散范围和燃烧范围变大.

  • 标签: 低温氢气 扩散范围 燃烧模型 数值模拟
  • 简介:用大涡模拟的方法对带凹腔支板进行了数值模拟。采用Smagorinsky-Lily亚网格尺度模型,并用SIMPLE算法和中心差分格式求解离散方程。仿真结果表明:凹腔对支板尾流有一定的影响;在本文研究的凹腔深度范围内(5mm、11mm、15mm),随着凹腔深度的增加,尾流近壁面旋涡的最大涡量值先减小后增大,频率先增大后减小。

  • 标签: 支板 凹腔 尾流流动 旋涡结构 大涡模拟 火焰稳定
  • 简介:以空天飞行器翼面模型为研究对象,通过有限元仿真,分析了加热状态下翼面模型的瞬态温度场和振动特性变化过程。研究表明,热效应引起材料弹性模量等参数的变化以及结构热应力,两者综合影响下,结构的固有频率降低。因温度产生的热应力对结构刚度贡献不能忽略,因为热应力的表现形式包含拉应力和压应力,拉应力增加了结构刚度,压应力减小了结构刚度。有限元仿真发现,材料弹性模量等参数的变化比热应力对固有频率的影响更大。

  • 标签: 空天飞行器 机翼结构 热环境 热模态
  • 简介:对带有管式减涡器的盘腔内流动特性进行数值模拟,研究了减涡管的长度、管径和引气鼓筒孔的外形及尺寸,对盘腔内压力损失、流动结构的影响。计算结果表明:管式减涡器对于降低引气气流的压力损失有显著作用,存在最佳的减涡管长度使得引气的压力损失最小;减涡管管径、鼓筒孔面积增大都会减少流动损失;在鼓筒孔面积一定的情况下,长圆形鼓筒孔的性能比圆形鼓筒孔的更优。

  • 标签: 航空发动机 管式减涡器 旋转盘腔 鼓筒孔 压力损失 流动特性
  • 简介:通过对国外有关文献资料的收集、整理和分析,综合介绍了由美国NASAGlenn研究中心(GRC)组织实施的"推进系统数值仿真"(NPSS)计划的发展历程、研究意义、研究目标、研究进度、组成和构架、主要关键技术及应用等情况,并对我国航空发动机数值仿真系统的发展提出了建议.

  • 标签: 推进系统 数值仿真 综述 NPSS 美国
  • 简介:采用POLYFLOW软件,对幂律型凝胶模拟液在直圆管内的流动和流变特性进行了数值模拟研究。结果表明:在流速和管径不变时,压降随管长的增加成线性增加;在流速和管长不变时,压降随管径的增大急剧减小;随着流变指数的减小,直圆管轴线附近出现明显的柱塞流动区,在此区域内,速度和剪切速率变化较小,剪切粘度值趋于最大;在管壁附近.速度和剪切速率变化较大。剪切粘度降低明显。

  • 标签: 凝胶模拟液 直圆管 数值模拟
  • 简介:运用MSC.Patran和MSC.Nastran分析软件,建立了热激励设备的三维单元模型,通过面一面辐射计算得出照相区域温度分布,同时,为了确保温度均匀,在照相视宽不变的前提下,把热激励设备底端周向变大,使得结构由圆筒形式改为圆台形式,圆台内壁面对照相视域增加热的反射效应使得该区域温度趋于均匀。此研究的方法在结构热强度试验装备的设计中具有较大的应用潜力。

  • 标签: 热辐射 有限元分析 优化
  • 简介:在统观模型框架内,采用k-ε模型对带人为粗糙度冷却通道内的流动和传热进行了数值模拟,得到了速度场、温度场和湍流脉动物理量分布,并比较了人为粗糙度冷却通道与光滑通道的数值模拟结果.基于数值模拟所提供的详细的流场信息,研究了人为粗糙度对流动和传热的影响,揭示了人为粗糙度强化换热的机理.本研究可为改进液体火箭发动机推力室人为粗糙度冷却通道的设计提供参考.

  • 标签: 人为粗糙度 传热 数值模拟
  • 简介:高速飞机设计必须考虑热应力影响,如何在高速飞机设计过程中进行热应力减缓已经成为设计人员关心的主要问题之一。针对膨胀梁结构,分别开展膨胀节和波纹板选型设计,对比了不同形状的膨胀节和波纹板的减缓热应力性能。数值仿真结果表明:采用膨胀节和波纹板设计的膨胀梁,Ω形最大应力水平为38.3MPa,而常规梁中产生的高水平热应力超过200MPa,说明Ω形热应力减缓效果非常明显。该研究可以为设计人员提供理论指导。

  • 标签: 膨胀节 波纹板 膨胀梁 热应力减缓
  • 简介:冲蚀对热障涂层寿命和可靠性会造成严重影响,为深入研究热障涂层冲蚀失效机理,建立了等离子喷涂和电子束物理气相沉积两种热障涂层典型微观结构有限元模型,同时采用LS-DYNA软件模拟了热障涂层冲蚀失效过程。分析了不同微观结构对热障涂层冲蚀失效机理的影响,研究了冲蚀粒子的速度、角度和直径对冲蚀率的影响。结果表明:微观结构对冲蚀机理有极其重要的影响,无因次冲蚀率随冲蚀粒子的速度、角度和直径的增大而增大。此数值模拟方法可为进一步研究热障涂层的抗冲蚀性能提供参考。

  • 标签: 热障涂层 微观结构 失效机理 冲蚀 失效 航空发动机
  • 简介:介绍了发动机旋转机械内部过冷水滴轨迹的三维数值计算方法,阐述了旋转坐标系下气流及粒子的运动规律。采用ANSYS—CFX软件及其粒子输运模型,对某发动机风扇转子叶片外围空气及水滴流场进行了数值模拟。利用水滴的速度矢量、撞击区域等参数表征水滴的撞击特性,获得了转速、水滴直径等对风扇叶片表面水滴撞击特性的影响:水滴撞击区域集中在风扇叶片迎风面叶盆侧,且水滴撞击区域随着转速的增加而减小;水滴在叶片表面的撞击范围随着水滴直径的增大而减小。

  • 标签: 航空发动机 防冰 旋转机械 水滴撞击特性 粒子输运模型
  • 简介:通过对三个单转子跨声速轴流压气机的数值模拟,考察了近失速点的流场特征。结果表明,Vo等人提出的尖峰型失速判别准则,即前缘溢流和尾缘倒流必须都出现则欠速发生,并没有与本文所有算例吻合;在部分算例中,尾缘倒流并未出现。因此,尾缘倒流是发乍尖峰型失速的必要条件、还是失速发生后所导致的流动状况,还需要进一步研究。另外,还对亚声速和跨声速情况下近失速点的流场及流动机制进行了讨论。

  • 标签: 航空、航天推进系统 旋转失速 轴流压气机 叶尖泄漏流
  • 简介:为研究进气道俯仰振荡状态时的性能,耦合求解俯仰振荡运动和非定常Navier-Stokes方程,对平衡攻角为0°、振荡幅值为15°的进气道非定常流场进行了数值仿真。结果表明:在俯仰振荡状态下,进气道的性能发生周期性变化,存在一个类似于领结形状的滞环。

  • 标签: 进气道 俯仰振荡 非定常 NAVIER-STOKES方程
  • 简介:利用FLUENT软件对一种直升机红外抑制器进行数值计算,并与实验测量值对比,计算值与实验测值基本相吻合,说明利用FLUENT软件对直升机红外抑制器数值仿真是可行得.这为进一步研究及工程设计提供有效的手段.

  • 标签: 直升机 数值仿真 红外抑制器
  • 简介:基于CoupledLevelSet+VOF两相流计算方法,分别模拟了敞口型与收口型离心武喷嘴内部流动过程,可视化展示了喷嘴内部填充过程,分析了喷嘴内部的流动特性及其详细流场结构。捕捉到液膜表面波动和液膜表面内侧空气中的涡。结果表明:液膜表面波波谷内侧的空气中有涡存在,涡心连线处在轴向速度零速线上;喷嘴出口截面的轴向速度和切向速度具有明显的分区流动特征。液膜表面波的波谷一波峰和气体中的涡存在挤压与被挤压的相互作用,它们之间通过相界面变形传递这种气液间相互作用。另外,将外喷雾场的计算结果与实验结果对比,两者吻合较好,间接验证了内流场计算结果的准确性。

  • 标签: 离心式喷嘴 内部流动过程 液膜表面波动 涡结构