水下火炮燃气后效流场特性研究

目的 研究水下火炮发射过程中炮口燃气后效及其对高速射弹超空化流场的影响。方法 基于CFD软件FLUENT,运用UDF和动网格技术,考虑空化效应,建立水下火炮发射炮口燃气后效多相流数值计算模型。针对1 m水深条件下水下火炮发射炮口后效期运动过程进行数值模拟,获得了炮口气泡发展特性、压力脉动规律,分析炮口气泡对高速射弹空泡发展的影响。结果 炮口气泡经历了膨胀、收缩、拉断等发展历程,在发展初期能够加速射弹运动。射流中心处的压力特性最为复杂,随着远离射流中心,脉动幅值减小。高速射弹入水初期迅速形成超空泡,随后燃气泡与空泡发展融合,高压燃气进入形成的气\汽混合空腔,抑制了空化的发展,运动5倍弹长后,形成闭合空泡。对比火炮水下发射实验验证了仿真模型的准确性,空泡结果与实验一致性较好。结论 水下发射炮口流场复杂,影响高速射弹空泡的发展,同时还会使得火炮平台承受高载荷冲击的威胁,需要采取炮口降载措施。     

水力空化技术的研究及其应用

水力空化是一种新的水处理技术.作为一种新技术,水力空化已经应用于化学和环境领域.本文阐述了水力空化的机理,包括空化的产生、发展及溃灭的过程,并提出了空泡溃灭时产生的高温高压是水处理过程中的能量来源.研究了影响水力空化的因素,介绍了其在国内外的研究进展,以及水力空化的动力学基础,指出了该领域目前存在的问题以及以后的研究方向,对进一步深入研究空化现象及应用有一定的参考作用.     

齿筒式齿侧剪切空化器空化性能数值模拟

通过CFD Fluent对齿筒式齿侧剪切空化器进行数值模拟,分析了空化器的齿间涡、空化泡体积分数、湍动能的变化,获得转速、处理量等操作参数对空化器空化性能的影响。结果表明:空化器内的涡是生成空化泡的主要方式。定齿间和动齿间的涡是由于流体冲击壁面,与注入的流体发生回旋而产生的。而齿侧间的涡则是由于双齿侧的机械剪切形成的。充分的机械剪切和剪切面积使得齿侧间的涡分布最广,这表明增加机械剪切可有效诱导空化泡的形成。空化泡溃灭导致齿顶前缘面锐缘处的湍动能增加,并且湍动能随着转速的增加而增加,意味着该空化器既可提高空化泡含量,也可提高空化泡的溃灭率,有效提高了空化性能。但空化泡体积分数随着处理量的增加而减少,空化性能也随之降低。     

超声空化效应净化饮用水的技术问题分析

在文献[1]中,作者提出了采用超声空化效应净化饮用水的新方法,但尚缺少有关技术问题和经济性的讨论。本文依据超声空化动力学和声化学方面的有关理论和制水工艺,给出了技术指标和经济性估算。一、工作条件的选择根据描述空化效应动力学的Noltingk-Napprias方程,可以计算出角频率为ω、声压P_A的声场中可发生空化效应的空化核的半径。其下限由下式确定: 式中,R_L——半径下限; σ——液体表面张力; P_A——声压; P_O——液体的静压。 P_A大小的选择,能够导致化学反应的声压临界值。若以能检测到E S R谱线为限,声强I_A=0.7w·cm~(-2),此时则会发生稳态空化效应;若期望发生强烈的瞬态空化效应,在液体     

复杂工况下可燃气体爆炸特性研究现状及展望

从实验研究、数值模拟方面分别介绍了近年来国内、国外学者在复杂工况下可燃性气体爆炸特性方面的研究现状及成果。根据目前实际生产中遇到的问题及现阶段研究工作存在的不足,对今后可燃气体爆炸特性研究进行展望。     

水力空化降解印染废水的初步研究

水力空化技术是一种新的废水处理技术。为探讨操作条件和几何参数等因素对降解的影响,利用多洞孔板水力空化装置对含有若丹明B染色剂的模拟印染废水进行降解试验研究。试验结果表明:水力空化对若丹明B确实有降解作用,处理系统中存在最佳的孔板几何参数和操作运行条件,并且若丹明B的降解速率随修正空化数的减少而增大。     

水力空化中雷诺数与空化数关系的研究

采用不同厚度、孔数和孔径的多洞孔板作为水力空化发生装置,通过对罗丹明B溶液的空化试验,得出了空化数与雷诺数的关系。试验结果与量纲分析相吻合。     

水力空化的最佳条件研究

采用了不同几何尺寸的孔板作为水力空化发生器,研究了流量、进口压力、孔内流速、孔板的孔径与厚度之比及孔板过流总面积与管道横截面积的比值对空化数的影响,得出进口压力控制在20mH2O,孔内流速控制在14.5m/s,δ/d为1.8s,为0.06,空化效果较好.     

定子叶片数对泵喷推进器空化性能的影响

目的 在改善泵喷推进器(泵喷)水动力性能的同时,兼顾其空化性能。方法 以某前置泵喷为原型,采用基于密度修正的RNG k-ε双方程湍流模型,结合Zwart空化方程,数值研究定子叶片数(Ns= 6~10)对空化性能的影响。结果 泵喷空化主要为叶梢涡空化和叶片表面的片状空化,而时–频空化曲线与叶片数目有关,其中单转子表面空化与定子数目相关,而总空化面积与转–定子影响有关。结论 增加定子叶片数虽然提高了泵喷推力和扭矩,但转子叶片及叶梢负荷增加,使空化范围大幅度增加。最终Ns从6增加到10时,总空化体积涨幅超过5倍。分析空化流动中的涡量输运方程发现,膨胀收缩项在空化演化占主导作用,并且随着定子叶数的增加而增大。     

基于孔板和文丘里管复合结构空化器的空化效果数值模拟

基于计算软件Fluent,选用在低压区引入空化模型中的混合多相流模型,针对孔板和文丘里管复合空化发生器中孔板在文丘里管喉部前部、中间、后部3种结构对水力空化效果的影响进行了数值模拟计算,获得了汽含率、湍动能以及流线速度矢量分布图等数据。结果表明:文丘里管喉部夹载孔板后空化效果显著提高,而且在文丘里管后部流域中发生了二次空化;空化现象大部分发生在孔板小孔和文丘里管后部,且最高汽含率区域发生在孔板末端区域;多孔孔板置于文丘里管喉部后部时空化效果更加明显。     

海洋环境下金属材料在多场多相作用下的空蚀研究进展

首先介绍了目前空蚀的几种损伤机制,其中空化气泡以冲击波和微射流形式作用于材料表面,并导致损伤的机械作用占主要地位。在此基础上,总结归纳了影响海洋环境下金属材料空蚀的影响因素及相关研究进展,将因素按照环境外因与材料性质内因进行划分,系统分析了各种因素对空蚀损伤的作用趋势和机制,明确了各因素间存在协同效应。最后,提出了今后空蚀研究的发展方向,如调控温度、盐度等各种环境因素,进行空化气泡产生、长大、溃灭及能量释放过程的机制研究;也可以从材料性质入手,设计合成具有优良表面性能和力学性能的新材料等,对如何减少海洋工况下的空蚀损伤的科学研究和工程应用具有一定的参考和指导意义。     

水下枪炮发射问题研究综述

首先介绍了水下枪炮类武器发射问题的研究意义,并对其军事需求进行了分析。之后对常见的水下枪炮发射方式进行了介绍,并简述了各自的发展历程。总结了目前对水下发射问题内弹道的研究进展,结合水下枪炮发射问题自身特点,阐述了燃气射流的形成机理以及相关研究的发展过程,比较性地总结了空气中枪炮发射膛口流场与水下枪炮发射膛口流场的研究进展及对应典型波系结构。最后,对水下枪炮发射领域仍存在的科学问题以及未来发展趋势作出了展望。     

软木材料力学行为及其缓冲吸能特性研究进展综述

综述了软木材料的力学行为及其缓冲吸能特性方面的研究进展,首先从密度、含水率、温度、构造与缺陷、服役时间等方面阐述了不同因素对木材力学性能的影响.然后从宏观观测和微细观分析两方面概述了软木材料力学性能试验的研究进展,从宏观本构模型和细观模拟方面阐述了数值仿真分析进展,并简述了理论建模方面的研究成果.最后从多方面给出了未来相关工作的一些建议.     

分子模拟方法在爆炸反应机理方面的应用进展

针对爆炸过程反应机理异常复杂,实验检测手段对其认识匮乏的现状,综述了量子化学、反应分子动力学等分子模拟方法的特点及研究进展,分析了分子模拟技术在燃爆机理研究中的应用进展,包括量子化学方法对于燃料热解/燃烧、瓦斯等可燃体系爆炸过程的微观基元反应步骤、反应能垒及热力学参数的计算,以及反应分子动力学(ReaxFF MD)在含能材料、可燃混合气等复杂爆炸体系获取可能的反应路径及中间自由基变化的应用。对分子模拟方法在爆炸领域研究的应用提出了建议及展望,指出ReaxFF MD和密度泛函理论(DFT)相结合是一种研究复杂爆炸体系微观反应机理极具潜力的方法,借助先进的分析检测手段对模拟方法的验证及修正,能获取更准确、全面的微观反应动力学模型。     

水下爆破冲击波危害及安全控制措施的模拟分析

水下爆破工程已广泛应用于经济建设的许多领域,但由于水下爆破的特殊性和复杂性,使得人们对水下爆破的危害及控制难以预测.本文采用数值模拟的方法分析了水下爆破冲击波危害及安全控制措施,为水下爆破作业中的安全控制提供了有效的方法.     

基于属性细分的舰船中远场水下爆炸预报/评价体系初步设计与实现

目的 针对自主研制的算法和模型进行软件化、标准化、自主化,解决“因人因事”的差异。在此基础上,基于属性细分原则,形成应用体系和流程。方法 选取中远场水下爆炸预报与评价流程设计为目标,按照知识封装,属性细分的原则,首先针对每一个细分属性,采用由“程序到软件”的思路,集成专家知识,开展封装设计、系统测试和验证,形成细分属性APP,然后开展各APP间数据交换和需求流程化设计,最终形成中远场水下爆炸设计流程。结果 针对中远场水下爆炸APP开展体系梳理和细分APP开发,形成了中远场水下爆炸APP集,并基于数值船海AppStudio平台,构建了中远场水下爆炸性能预报流程。结论 基于属性细分的舰船中远场水下爆炸预报/评价体系初步设计与实现,为我国后续舰船抗爆抗冲击体系化开发提出了一个新的思路,也为总体所开展抗爆抗冲击设计提供了APP集和流程化评估方案。     

圆孔多孔板水力空化杀灭大肠杆菌的实验研究

在以圆形孔口多孔板为空化空蚀发生器的水力空化装置中,对含有大肠杆菌的水样进行灭菌处理.通过检测大肠杆菌的灭菌率,研究了水力空化对水中大肠杆菌的灭活效果.分析了大肠杆菌初始浓度,水流空化数,孔口流速,孔口排布,孔口数量,孔口大小,空化空蚀作用时间等参数对灭菌效果的影响.试验结果表明：提高流速,降低空化数,选取适当的初始浓度,延长空化空蚀作用时间,增加孔口数量,减小孔口大小以及改进孔口排布可以进一步提高大肠杆菌的杀灭率.水力空化的空化空蚀作用能够杀灭水中的大肠杆菌,是一种饮用水消毒的新技术.