回转体高速入水弹道模型研究

目的 快速预测回转体高速入水过程中的空泡形态发展和分析回转体高速入水后的弹道特性。方法 基于空泡截面独立扩张原理,建立回转体高速入水非定常超空泡计算方法,通过高速水动力计算方法,结合回转体动力学方程,实现回转体运动参数的求解。结果 通过与文献试验结果对比,验证了回转体高速入水弹道模型的可靠性。对比试验结果,模型的预测误差在10%以内,可满足回转体高速入水弹道预测需要。利用所建立的弹道模型计算了回转体在高速垂直、倾斜入水2种工况下的空泡形态、运动参数变化。发现回转体高速入水过程中,空泡会影响回转体的运动,回转体速度衰减主要和空化器阻力有关。回转体在受到扰动角速度的影响后,滑行力会改变回转体的姿态角和攻角,并使弹道发生弯曲,但有助于回转体运动的稳定。结论 在入水空泡能完全包裹回转体的情况下,可对回转体进行结构优化,增强回转体尾拍运动中受到的滑行力,提升回转体高速入水运动稳定性。适当减小空化器直径,能降低回转体入水过程中的阻力,并增加射程。     

跨介质航行器高速斜入水跳弹现象研究

目的 揭示跨介质航行器高速入水跳弹行为的机理,提高航行器的突防能力。方法 基于STAR-CCM+流体仿真软件,采用VOF多相流模型以及Schnerr-Sauer空化模型,计算航行器跳弹过程的空化流场,并运用重叠网格技术,耦合六自由度弹道方程,求解航行器的运动特性。利用所建立的计算模型,研究航行器在不同入水速度和角度下的空泡演化、水动力和弹道特性,揭示航行器产生跳弹现象的原因和规律。结果 航行器在小角度高速入水时,水下运动轨迹会发生很大的变化,经历了入水、浸水、出水3个阶段。结论 产生跳弹现象的主要原因是航行器在入水后,头部上下缘以及弹尾两侧受力不均,形成了向上的偏转力矩,使得航行器的俯仰角发生了较大的改变,并且随着航行器的入水速度加快,入水角度减小,跳弹现象越容易产生。     

航行体跨音速斜射入水流动特性数值模拟研究

目的 研究航行体跨音速斜射入水的流动特性,获得不同入水攻角下航行体跨音速可压缩入水特性。方法 建立跨音速航行体的几何模型,采用VOF(Volume of Fluid)均相流模型、SST k-ω湍流模型和Zwart空化模型进行数值模拟,并进行液相可压缩修正,对比不同入水攻角下的入水可压缩流动特性,分析绕航行体空泡的发展规律与航行体姿态和受力特性。结果 计算了不同入水攻角下航行体跨音速斜射入水可压缩流动特性,入水攻角对空泡直径几乎没有影响,但不同攻角下,空泡形态随时间的发展明显不同,并且随着正负攻角的增加,空泡的完整性遭到破坏。航行体弹道轨迹偏移量,随正攻角的增大而增加,随负攻角的增大先增加、后减小。航行体水平和垂直受力随正攻角的增大而减小,随负攻角的增大先增大、后减小。结论 在不同入水攻角下,航行体跨音速入水流动结构的发展具有相似性,但是随着攻角的变化,入水空泡结构、弹道偏移、受力特性都发生明显变化。     

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。     

同位素热源热冲击入水试验方法

目的 针对空间同位素热源异常事故场景入水过程的热冲击安全性问题,研究热冲击入水试验方法.方法 通过对同位素热源入水事故场景分析,基于热边界等效、热量等效原则,研究空间同位素热源热冲击入水的试验条件和方法,明确试验样品的加载温度、人工海水体积、浓度、温度以及试验转移时间等,提出热冲击入水试验流程和试验装置要求.结果 样品的加载温度为空间同位素热源的运行温度,人工海水需要完全淹没样品,且体积在样品的20倍以上,人工海水的温度以10～30℃为宜,热冲击入水试验样品转移时间小于1 min.结论 建立的热冲击入水方法可对同位素热源的安全性评估提供支撑,也可供其他产品的热冲击入水评估提供参考.     

非接触式间隙密封旋转接头动力学建模与分析

目的研究非接触式间隙密封旋转接头的动力学特性。方法针对一种典型的间隙密封旋转接头,建立考虑非线性油膜力、转子旋转运动和浮环振动等因素的系统动力学方程,采用数值仿真分析油膜间隙、转速、密封圈刚度等对转子和浮环运动的影响。结果间隙越大,转子运动幅值越大,转子与浮环的相对运动位移也越大;随着转速的升高,转子和浮环运动幅值先增大后减小;随着密封圈刚度的增大,转子和浮环的运动幅值先增大后减小。结论建立的动力学模型可用于分析非接触式间隙密封旋转接头的动力学特性,为旋转接头设计提供了理论方法。     

高速冲击下多胞材料细观结构中波传播规律

目的 获取安全防护结构中细观多胞材料在高速冲击下的波传播规律.方法 采用基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法,研究细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律.通过细观多胞结构数值仿真提取的位移场数据,结合局部应变梯度法得到界面清晰的冲击波波阵面.结果 冲击端和支撑端分别诱发右行和左行冲击波波阵面.冲击波波阵面传播过程分为3个阶段,即冲击端诱发右行冲击波阶段、支撑端诱发左行冲击波且未压缩区刚性向右运动阶段和右行冲击波压缩区域与未压缩区域一体刚性向右运动阶段.通过冲击波波速的演化规律研究,分别获取了右行和左行冲击波波阵面的拉氏位置和拉氏波速,通过严格理论推导解释了右行冲击波波阵面具有恒定减加速度的结论.最后对冲击波波阵面划分阶段的合理性进行了验证.结论 基于3D-Voronoi细观多胞结构数值仿真和基于最小二乘法的局部应变梯度法可以获取界面清晰的冲击波波阵面,细观多胞结构在高速冲击下的冲击波波阵面传播规律可为安全防护结构的设计和研究提供参考依据.     

药型罩参数对聚能射流水下运动的影响

目的 研究药型罩结构参数对所形成的聚能射流在水中运动的影响,改进水中聚能射流的运动特性。方法 采用多物质单元ALE法就锥形罩射流对水介质的侵彻进行数值模拟,分析锥形装药结构中药型罩锥角和厚度对所形成的聚能射流侵彻水时运动参数的影响。结果 锥形罩锥角大小及药型罩厚度对聚能射流在水中的形状、射流速度、加速度等有着明显的影响。侵彻体进入水中10 cm后,药型罩的锥角从30°增加到150°的过程中,剩余速度先增大、后减小,在90°时达到最高。药型罩厚度为1.5～4mm时,剩余速度变化起伏小;厚度为4～6 mm时,剩余速度开始大幅下降。结论 当锥角为90°时,罩厚为4 mm的药型罩所形成的射流在水中表现最好,形成的射流侵彻深度最长,侵彻水介质10 cm后的剩余速度最大,存速能力最强。     

典型复合材料加筋壁板落锤/冰雹冲击损伤仿真分析研究

目的研究复合材料层压板落锤和冰雹离散源冲击损伤特性。方法对于落锤和冰雹,分别以刚体模型和弹塑性模型,构建本构模型。对于加筋板,基于Cohesive内聚力界面单元的B-K失效准则,对复合材料层间分层破坏进行数值模拟。通过对多材质冲头、不同冲击能量、不同冲击角度下其响应及损伤扩展特性开展研究,并对比复合材料层压板落锤冲击及冰雹离散源冲击试验数据,对数值计算方法进行对比验证。结果在机体相同部位的落锤、冰雹能量截止值冲击下,落锤低速冲击的损伤响应要大于冰雹离散源冲击。同时,冰雹冲击能量越大,冲击角度越接近于90°,其损伤响应也越大。结论落锤和冰雹离散源冲击仿真方法在损伤响应及扩展的预测与试验结果接近,可以为复合材料冲击损伤引入及抗冲击性能研究提供基础。     

加固后泥石流拦挡坝结合面在滚石撞击下的动力分析

以泥石流重力式拦挡坝为原型,对加固后泥石流拦挡坝结合面在滚石撞击作用下的接触力、位移、损伤以及新旧坝体的能量进行对比研究,并利用ABAQUS有限元软件,模拟了在滚石不同撞击速度和撞击角度下加固后泥石流拦挡坝结合面的动力响应。结果表明:当滚石的撞击角度一定时,滚石的撞击速度越大,坝体结合面产生的位移越大,坝体结合面产生的接触力随着滚石撞击速度的增加而增加;当滚石的撞击速度一定时,滚石的撞击角度越小,坝体结合面上产生的位移越大,坝体结合面上产生的接触力随着滚石撞击角度增大而减小;在相同的滚石撞击角度下,滚石的撞击速度越大,坝体结合面混凝土损伤的速度越快;滚石的撞击能量一部分靠旧浆砌石坝体耗散,一部分靠新坝体来吸收,且这种作用在滚石高速撞击下尤为明显,滚石撞击速度越大,新坝产生的动能越大,且达到最大能量所需的时间越短,说明泥石流拦挡坝加固方案是有效的。     

实物型水资源资产负债表表式结构设计

论文在阐述资产负债表基本概念和原理的基础上,遵循会计恒等式、复式记账规则和权责发生制的记账基础,结合我国水资源管理的实际,提出了基于会计学的水权益实体水资源资产负债表表式结构和基于统计学、经济学的国家（地区）水资源资产负债表表式结构,从而实现能够反映水权益实体之间和经济体与环境之间关于水资源资产的债务债权关系的水资源资产核算,实现国家和行政区层面的水资源资产负债核算,为生态文明体系建设、自然资源资产核算、领导干部离任审计考核等提供必要的基础信息,也为进一步完善水资源资产负债表账户体系奠定基础。     

"引水济昆"饮用水源地保护对策研究

“引水济昆”工程是云南省最大的一项城市水源工程，水源地的保护事关重大。应从管理、社会经济发展限制、污染控制、生态保护和水库运行控制等方面采取若干措施，切实保证水源地水库水质的安全。     

锰在水库中的分布,对饮用水质的影响及去除对策

水库中的锰主要分布在库区底层水中，锰超标给饮用水质和供水设施带来不利影响。通过泄洪可以大大降低水库中的锰含量。常规的水处理工艺，经预氯化，并投加石灰水，至少能将原水中的锰由０．７８ｍｇ／ｌ降至０．１０ｍｇ／ｌ的限值内，另外，烧杯实验证实了高锰酸钾氧化对降低原水锰含量非常有效。     

中国河道外用水变化趋势分析

以1980、1993、1997三年的全国性河道外用水调查统计数据为依据 ,结合有关社经资料 ,全面系统分析了全国及各流域片的用水总量、用水组成、用水指标的变化趋势。从1980年至1997年 ,全国总用水量由4437亿m3 增加到5566亿m3,平均每年增加66 4亿m3,年均递增率为1 34 % ;用水组成有明显变化 ,农业用水比例由83 4 %下降到70 4 % ,工业用水比例由10 3 %上升到20 2% ,生活用水比例由6 3 %上升到9 4 % ;人均综合用水量变化不大 ,稳定在450m3左右 ;综合用水效率不断提高 ,万元GDP(1980年不变价)用水量由9820m3 下降到2410m3。     

大连市英那河水库扩建工程运营后的主要环境问题预测及对策研究

英那河水库扩建工程运营后，大坝加高，出现了水库水体富营养化和水库水温分层现象。本文运用国内外推广使用的数学模型，对水库水温分层及水库富营养化的程度进行了预测，提出了水温分层对下游用水影响对策及控制水库水体富营养化的具体措施。     

基于保障矿泉水饮水安全对矿泉水水质分析标准的探讨

依据重庆市2008年矿泉水年检资料,对比矿水和饮水标准,发现水质报告普遍存在必检未检项不明确、标准不统一、命名不统一、标准缺项等现象,为此,针对规范矿泉水水质检测、饮矿水标准等问题提出探讨。     

贵阳市地下水资源评价

在贵阳市市区水文地质调查的基础上,调查分析了该区域地形地貌、地质构造、地下水类型的分布以及地下水补给、径流、排泄情况,并对该区域地下水资源的质量及数量进行了评价,为地下水的开发与保护提供了基础。     

结合生态需水的黄河水资源水质水量联合评价

在分析河水满足人类用水和河道生态功能需水双重功能的前提下,提出了河水生态功能强度的概念,以及结合生态需水的流域水资源数量与质量联合评价的方法.根据黄河流域1997-1999年间主要水文站点逐月的水质监测数据、水文数据及各取水口逐月的取水量数据,结合生态需水对黄河流域的水资源进行了水质水量综合评价.结果表明,河水生态功能强度的时空分布不均,这与水量和水质的时空分布相关.在1997、1998和1999年,黄河总可利用水资源量分别为371.17×108、425.50×108和500.64×10 m3,其中具备河道生态功能的水资源量分别为129.51×108、151.51×108和205.88×108m3,远远小于维持河道生态系统健康所需的水资源量230.60×108m3,导致了黄河断流和其它生态环境问题的出现.