作者单位
摘要
1 南京航空航天大学航空学院飞机设计技术研究所,南京 210016
2 航宇救生装备有限公司,襄阳 441003
随着航天回收系统应用需求越来越广,回收物质量也越来越大,对翼伞面积的要求越来越高,超大型翼伞开始受到广泛的关注,然而目前国内外对超大型翼伞的研究较少。对此,文章以超大型连续翼伞和超大型组合翼伞为研究对象,分别对其进行物理建模。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)的方法,基于k-epsilon湍流模型,分别计算在无下拉、单侧下拉、双侧下拉时超大型连续伞和超大型组合伞的气动特性。研究发现,超大型组合伞在组合处有很明显的气流补充,可以减缓流动分离的情况,增大失速迎角,更适合大攻角的飞行任务,适用范围更广。研究成果可以为以后超大型翼伞的选型提供一定的参考。
冲压式翼伞 超大型组合翼伞 超大型连续翼伞 气动特性 计算流体力学 parafoil oversize parafoil modular parafoil aerodynamic characteristics Computational Fluid Dynamics (CFD) 
航天返回与遥感
2024, 45(1): 65
作者单位
摘要
上海交通大学上海 200240
在核电系统热力管道内,热分层现象较为常见,会造成应力集中并引起管道结构变形,进而带来安全隐患。滞流分支管与冷却剂主管道相连接,管内流体与一回路主管道冷却剂存在较大温差,受到湍流渗透和阀门泄漏等因素的影响,分支管内容易发生热分层现象。对滞流分支管热分层的温度变化特性和流动特性进行研究分析,为后续的实验研究和应力分析提供理论依据。建立了滞流分支管模型,在泄漏流量为0.062 kg·s-1、泄漏温度为488.15 K、泄漏压力为6 MPa条件下,采用SST k-ω模型(Shear Stress Transport k-ω model)对滞流分支管热分层现象展开三维数值模拟研究。模拟结果表明:热分层现象容易出现在水平管段,无保温措施及大管径会加剧热分层现象,而弯管段能有效降低截面温差;滞流分支管的水平管段内存在回流现象,而大小头管段结构导致管内流场出现二次回流,回流现象不利于管道内冷热流体的混合,使热分层的影响时间更长。滞流管分支管的热分层现象与等截面管道存在明显区别。
压水堆 滞流分支管 热分层现象 CFD Pressurized water reactor Stagnant branch pipe Thermal stratification phenomenon CFD 
核技术
2024, 47(1): 010604
作者单位
摘要
1 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
2 中国科学院大学 北京 100049
液态燃料熔盐堆的堆芯流量分配设计是其热工水力设计中的重要一环,目的是实现堆芯流量分布与功率分布的匹配,消除堆芯内的热点,而堆芯的水力结构设计对堆芯流量分配起着决定性作用。本研究建立了液态燃料熔盐堆的1/12堆芯模型,使用ANSYS FLUENT16.0软件进行了三维流场数值模拟,通过调节上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室结构和流量分配装置进行优化,最终实现堆芯流量分布与功率分布的匹配。结果表明:增加上腔室高度可以平衡内外通道的流量分布差异,改善流量分布均匀性;增加下降环腔宽度可以减缓环腔出口处的下腔室涡流,同时展平流量分布,使流量与功率更好的匹配;增设导流围筒的圆柱型下腔室结构可以更好的抑制下腔室涡流,同时使流量分布更趋于平缓。基于上述分析,最终确定了最优的半椭球型上腔室高度、下降环腔宽度、下腔室几何结构与尺寸等参数,并设置倾斜非均匀孔径分布的导流围筒。以上结果对液态燃料熔盐堆的工程优化设计具有参考价值。
液态燃料熔盐堆 流量分配 结构优化 下腔室结构 计算流体力学 Liquid fuel molten salt reactor Flow distribution Structure optimization Lower plenum structure Computational fluid dynamics (CFD) 
核技术
2022, 45(11): 110601
作者单位
摘要
1 郑州大学 机械与动力工程学院, 郑州 450001
2 河南省智能制造研究院, 郑州 450001
基于牛顿粘性定律和计算流体力学(CFD), 在实际项目的基础上探究了五种不同垂直截面形状的翅片式散热器在强迫对流条件下的散热性能, 最终根据其各自的散热性能和经济性筛选出最佳垂直截面形状的散热器为三角形截面翅片散热器, 与传统的矩形截面翅片散热器相比, 其散热性能提升了4.23%, 材料成本下降了17.95%。
热电制冷 翅片式散热器 风冷热沉散热 计算流体力学 thermoelectric cooler fin heat sink heat dissipation of heat sink CFD 
半导体光电
2022, 43(1): 152
作者单位
摘要
1 文华学院机械与电气工程学部,湖北 武汉 430074
2 华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
将超高速激光熔覆技术取代电镀铬,可解决电镀铬工艺因重金属铬离子(Cr6+)污染,而被禁止或限制的工业应用问题。金属工件表面镀硬铬,集耐蚀性防护、装饰于一体,有着巨大的应用前景。我国超高速激光熔覆技术的研发,主要侧重点在于设备集成与工艺试验研究,缺少熔覆过程仿真模型。以超高速激光熔覆环形熔覆头为研究对象,利用FLUENT建立了基于非稳态粒子追踪技术的CFD仿真模型,开发了一种针对环形熔覆头激光熔覆粉末的温度场模型。对超高速激光熔覆工艺进行了试验与分析,建立了该过程的理论模型。通过仿真结果发现,超高速激光熔覆环形熔覆头可以形成半径0.8 mm的粉斑,熔覆头下方15~19 mm空间内粉末浓度最高,并通过试验对比验证了模型的可行性。
超高速激光熔覆 能量衰减 CFD仿真 流场 ultra high speed laser cladding energy attenuation CFD simulation flow field 
应用激光
2021, 41(4): 758
作者单位
摘要
1 广东科技学院,广东东莞 523083
2 空军航空大学,吉林长春 130000
本文对飞机尾喷流诱导速度进行了仿真研究。建立了飞机尾涡模型以及尾喷口喷流模型,并仿真了飞机流场中的诱导速度。然后应用 CFD(computational fluid dynamics)对飞机的流场进行计算,并将 CFD计算结果与尾喷流模型计算结果进行对比。仿真对比结果表明:飞机尾后 100 m区域内,尾涡模型计算结果误差较大,此时应采用 CFD对尾流场进行计算;而在尾后 100 m区域外尾涡模型与 CFD计算结果较为一致,尾涡模型的计算结果能够达到精度要求。
尾喷流 诱导速度 尾涡模型 喷流模型 jet and wake flow, induced velocity, wake vortex m CFD 
红外技术
2021, 43(10): 940
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第十一研究所,北京100015
为了降低气动载荷对机载光学窗口的影响,并探究光学镜片排布方式对光学窗口气动特性的影响,设计了三种不同光学镜片排布方式的光学窗口,并对其模型进行了动力学数值模拟分析。研究了不同光学镜片排布方式对光学窗口气动特性的影响,得到了空气阻力最小、气动特性最优的模型。根据0°攻角工况下所受风阻的大小,对其结构力学特性进行了模拟分析。结果表明,该光学窗口模型在风阻载荷作用下不会因冲击而损坏,满足刚度和强度要求。
光学窗口 计算流体动力学 结构设计 有限元分析法 optical window CFD structural design finite element method 
红外
2021, 42(7): 26
作者单位
摘要
1 广东科技学院,东莞 523083
2 空军航空大学,吉林长春 130022
实时生成飞行器在飞行过程中的红外图像对于研究飞行器的红外特性具有重要意义。飞行器在飞行过程中,由于其飞行速度、高度、姿态等参数变化性较大,且机体本身容易受到环境、背景等辐射的影响,因此较难准确地仿真机体的温度场分布。由于飞行器机体温度场分布与飞机的运动状态密切相关,因此文中首先建立了决定其姿态和速度的控制模型,并对飞行器面源热平衡方程进行建模研究。然后,应用 CFD(Computational Fluid Dynamics)对飞行器的绝热壁温度场进行求解,并给出了机体绝热壁温度的高度简化算法。最后仿真了不同飞行器在不同波段、不同高度、不同速度下的红外图像。
红外图像 面源热平衡方程 绝热壁温度 IR image, surface heat balance equations, CFD, adi CFD 
红外技术
2020, 42(9): 863
作者单位
摘要
南京理工大学 智能弹药技术国防重点学科实验室, 江苏 南京 210094
为保证激光引信在近程的测距精度, 文中针对恒比定时法在激光接收器饱和时会发生跳变点前移的现象, 提出一种基于回波功率方程的误差补偿算法。通过线性化模型描述脉冲信号, 推导了饱和漂移误差的解析表达式, 分析了其随回波信号上升沿斜率的变化规律。根据回波功率方程, 在小角度入射特定目标的条件下, 建立饱和漂移误差补偿数学模型; 通过实验标定误差补偿表达式, 得到修正后的测距公式, 验证了饱和漂移误差补偿方法的有效性。实验结果表明: 激光引信在回波信号饱和时测距有较大偏差, 最大偏差达到1.4 m; 采用误差补偿方法后, 可使偏差控制在±0.5 m以内。研究可为小型化高精度激光引信测距系统设计提供理论参考。
激光近炸引信 误差补偿模型 饱和漂移误差 恒比定时法 laser proximity fuze error compensation model saturation drift error CFD 
红外与激光工程
2018, 47(12): 1206006
作者单位
摘要
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
针对一台U型一级斯特林二级脉管混合制冷机, 分析了一级冷量对二级脉管预冷对制冷机整机性能的影响。制冷机一级制冷温度为80 K, 二级制冷温度为30 K, 通过将一级冷指和脉管热桥连接, 利用一级提供的冷量对脉管进行了预冷。通过计算流体力学(Computer Fluid Dynamics, CFD)仿真研究了脉管预冷对脉管内部温度场和速度场的影响。研究发现, 对脉管进行预冷会改变脉管工作时的内部温度分布, 对二级制冷能力有巨大影响。在不采用一级冷量对脉管中段进行预冷时, 制冷机以二级0.7W@30 K和一级7W@80 K同时进行冷量输出, 压缩机输入PV功为133 W; 通过热桥将一级冷端换热器与二级脉管中段连接后, 保持输入PV功为133 W, 输出冷量变为二级1.2W@30K和一级6W@80K同时进行冷量输出。研究发现, U型一级斯特林二级脉管混合制冷机采用中段脉管预冷可大大提高二级的制冷能力。
两级混合制冷机 脉管预冷 two-stage hybrid cryocooler precooling of pulse tube CFD CFD 
红外
2018, 39(5): 25

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