下载文档原格式
水下爆炸冲击波作用下的空化效应数值仿真研究宗智;陈岗;叶帆;李海涛;赵延杰【摘要】水下爆炸冲击波会使自由液面和结构附近的水域产生空化效应，引起的空化区域在闭合溃灭时会对结构产生较大的二次加载现象。
文章理论分析了空化区域的形成，并用ABAQUS模拟计算了水下爆炸冲击波产生的空化区域的膨胀扩大、收缩溃灭过程，将模拟结果与实验值进行比较，结果表明，ABAQUS可以很好地模拟水下爆炸冲击波引起的空化现象，并验证了空化溃灭时对结构的二次加载作用是不可以忽略的。
%Cavitation can occur in water area near the free surface and structure subjected to underwater shock. A high reloading pressure is generated when the cavitation region collapses. In this paper, the for-mation of cavitation region is analyzed in theory. The evolution and closure of cavitation region are numer-ically simulated by ABAQUS and compared with experimental values. The results show that cavitation canbe simulated very well by ABAQUS and the secondary pressure producedin the fluid near the cavitation closure point is proved to be non-ignorable.【期刊名称】《船舶力学》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】10页(P385-394)【关键词】水下爆炸;数值模拟;空化效应;二次加载【作者】宗智;陈岗;叶帆;李海涛;赵延杰【作者单位】大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶与海洋工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶与海洋工程学院，辽宁大连 116024;中国船舶与设计研究院，上海 200011;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶与海洋工程学院，辽宁大连 116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室船舶与海洋工程学院，辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】O38;TV131.21 引言水下爆炸主要包含两个阶段：冲击波阶段和气泡脉动阶段，但实际上除了上述两个主要爆炸载荷外，还会有空化效应引起的二次加载对结构的影响。
收稿日期：2021-05-27基金项目：国家数值风洞工程(NNW)、四川省科技计划(2019YJ0272)资助作者简介：赵炜（1986），男，博士，助理研究员。
通讯作者：张培红（1980），男，博士，副研究员。
引用格式：赵炜，沈盈盈，杨福军，等.脉冲爆震燃烧室内缓燃向爆震转捩数值模拟[J].航空发动机，2023，49（2）：55-61.ZHAO Wei ，SHEN Yingying ，YANG Fujun ，et al.Numerical simulations of deflagration to detonation transition in pulse detonation combustor[J].Aeroengine ，2023，49（2）：55-61.脉冲爆震燃烧室内缓燃向爆震转捩数值模拟赵炜，沈盈盈，杨福军，张培红，吴晓军（中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，四川绵阳621000）摘要：为了研究脉冲爆震发动机燃烧室内火焰加速及缓燃向爆震转捩过程，利用7组分8反应的氢气详细化学反应机理进行了2维数值模拟。
结果表明：在火焰传播的初始阶段，障碍物、旋涡与火焰的相互作用是主导火焰加速的主要因素。
在燃烧区域产生的膨胀波向前传播并诱导未燃混气流动；障碍物后的回流区及障碍物顶端脱落的旋涡使火焰面拉伸、卷曲，增加火焰面面积，同时提高燃烧放热强度，使火焰传播速度加快。
在火焰发展的后期阶段，激波与障碍物的相互作用会使脱落在已燃混气中的未燃混气微团发生局部爆炸，产生新的激波进一步推动火焰加速，缩短火焰锋面与前导激波的距离。
由于交错型障碍物增加了火焰传播的距离，其缓燃向爆震的转捩时间比采用对称型障碍物时的更长。
关键词：火焰加速；缓燃；爆震；激波；燃烧室；脉冲爆震发动机中图分类号：V231.2+2文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.02.007Numerical Simulations of Deflagration to Detonation Transition in Pulse Detonation CombustorZHAO Wei ，SHEN Ying-ying ，YANG Fu-jun ，ZHANG Pei-hong ，WU Xiao-jun（Computational Aerodynamic Institute of China Aerodynamic Research &Development Center ，Mianyang Sichuan 621000，China ）Abstract ：To study the flame acceleration and deflagration to detonation transition in pulse detonation combustor ，series of numerical simulations with hydrogen mechanism including 8reaction steps among 7species were performed.The results show that the interactions of obstacles ，vortex and flame play a key role in the initial stage of flame acceleration.The expansion of hot gas drove the fresh gas mixture on⁃wards ，the recirculation zone behind obstacles and the vortex rollup at the obstacle ’s leading edges caused the flame surface to stretch and wrinkle ，all these increased the exothermal strength and led to accelerating the flame velocity.At the last stage of flame acceleration ，isolat⁃ed pockets of unburned fresh gas appeared in the burned gas could trigger local explosion ，which is caused by the shock-obstacle interac⁃tion.And new generated shock waves further accelerated the flame ，shortened the distance between flame and shock.Finally ，it is found that the flame propagation distance increased could be the reason to increase DDT time in the alternate type obstacle.Key words ：flame acceleration ；deflagration ；detonation ；shock wave ；combustor ；pulse detonation engine航空发动机Aeroengine0引言脉冲爆震发动机（Pulse Detonation Engine ，PDE ）是一种间歇触发爆震波产生推力的增压燃烧系统[1-2]，具有热效率高、结构简单、宽速域的特点，可以作为传统涡轮基为主的航空发动机的低成本替代动力装置，受到各国研究人员的广泛关注[3-5]。
第40卷第3期2020年6月弹箭与制导学报Journal of Projectiles , Rockets , Missiles and GuidanceVol. 40 No. 3Jun 2020DO 【：10.15892/j. cnki. djzdxb. 2020- 03.009双脉冲发动机I 脉冲绝热材料二次烧蚀研究!惠博，蒲德汉，刘伟凯(西安航天动力技术研究所,西安710025)摘 要：为了获得双脉冲发动机I 脉冲绝热材料的二次烧蚀特性， 了 I 脉冲二次烧蚀试验 ，开 了个工况的烧蚀试验，试验结果及SEM ，在，脉冲气流速度较 下，I 脉冲绝热层 炭化层对绝热材料本体起到有效的 作用，n 脉冲绝热材料烧蚀率 大于I 脉冲烧蚀率。
在,脉冲气流速度较下，I 脉冲绝热层炭化层滞留在绝热层基体 作用，n 脉冲绝热材料烧蚀率 。
关键词：双脉冲发动机；绝 材料；二次烧蚀中图分类号：TP751.1 ； V435.1文献标志码：'Research on the Secondary Ablation of I Pulse InsulationMaterial in Double Pulse Solid RocketXI Bo ，PU Dehan ，LIU Weikal(Xi i an Institute of Aerospace Propulsion Technology ，XV an 710025，China)AbstracC : In order te obtain the second adiabatic characteristic of t pulse adiabatic materials at double pulse motor ，and E pulse the secondadiabatic device has been designed and two kind of erosion expeiments have been done. Expeiments and SEM osufs indicate the ccbon-ized layer could not protect the adiabatic layer from ablation at higher I 【pulse flow velocity ，the -【pulse erosion rate is high obviously com pare with E pulse of adiabatic materials erosion rate. While the adiabatic layer could not be removed at lower H pulse flow velocity ，the car bonized layer could protect the adiabatic layer and the ablation rate of adiabatic layer would be decreased.KeyworCt : double pulse motor ； insulation material ； secondaiy ablationo 引言双脉冲发动机个脉冲燃烧室，I 脉冲装药燃烧 后,其绝热壳体又 ,脉冲燃气的通道%在脉冲间隔期内，I 脉冲燃烧 后效热量会使燃烧室及喷管绝热层继续炭解，间隔 时间后，在，脉冲燃气作用下，炭 层可能会被剥离、烧蚀,导致绝热层烧蚀速率 增大。
空气助力式喷嘴雾化实验及仿真刘海丽;彭宣化;邢玉明;陈艺文【摘要】用马尔文激光粒度测试仪对自行设计的气动雾化喷嘴的雾化特性进行了实验研究，测量了不同工况下喷雾流场的液滴粒径。
根据实验结果，分析了水压、气压、气液比等因素对液滴粒径和均匀性的影响，讨论了液滴粒径随距喷口轴向距离增加的变化规律。
最后，利用Fluent软件对喷雾外流场进行了三维数值仿真，其结果与实验结果吻合较好，验证了仿真方法的可行性。
% Malvern laser particle size analyzer is used to study the spray characteristics experiment of atom⁃izing nozzle. The median volume diameter (MVD) under different conditions was measured. According to the test results, the influences of air pressure, hydraulic pressure and gas-liquid ratio to MVD and uniformi⁃ty were analyzed. Furthermore, the change of the MVD with increasing distance was discussed. The three-dimensional flow field model was built to make numerical simulation by software Fluent. The simula⁃tion results were consistent with experiment results, which indicated the feasibility of simulation.【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】4页(P42-45)【关键词】气动雾化喷嘴;喷雾实验;雾化特性;液滴粒径;均匀性;数值仿真【作者】刘海丽;彭宣化;邢玉明;陈艺文【作者单位】北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;中国燃气涡轮研究院,四川江油621703;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】V2111 引言冰风洞结冰试验的关键在于喷雾系统设计。
一种新型的二次爆炸可控型烟雾弹设计一、设计原理我们的设计原理是利用化学物质在特定温度、压力等条件下发生剧烈反应产生烟雾。
烟雾弹外部采用传统的烟雾弹设计，内部则装填了特制的二次爆炸装置。
当烟雾弹被引爆时，第一次爆炸使得内置的化学物质受到激发，达到特定的温度和压力条件后会发生剧烈反应产生大量烟雾。
这种设计可以实现烟雾弹的烟雾散布范围可控、燃烧温度低、对环境和人体健康的影响小等优点。
二、设计材料我们选用了一种温度压力敏感的化学物质作为二次爆炸装置的主要成分。
这种化学物质在一定温度和压力下会发生快速剧烈的燃烧反应，产生大量烟雾。
我们还添加了一些惰性填料和助燃剂，以调节烟雾的密度和颜色，使得烟雾能够更好地起到遮掩和干扰作用。
三、设计优势相比传统的烟雾弹，我们设计的新型二次爆炸可控型烟雾弹具有以下几个优势：1. 烟雾散布范围可控。
由于使用了二次爆炸装置，烟雾产生的时间和范围可以进行精确控制。
在实际作战中，可以根据需要选择不同的烟雾强度和扩散范围，更好地满足作战需要。
2. 燃烧温度低。
传统的烟雾弹燃烧温度较高，容易对周围环境和人体造成伤害。
我们设计的新型烟雾弹在二次爆炸过程中燃烧温度较低，减小了对周围环境和人体的危害。
3. 烟雾稳定性好。
由于添加了惰性填料和助燃剂，我们设计的烟雾强度和持续时间都得到了有效控制，稳定性比传统烟雾强。
4. 对环境和人体的影响小。
我们设计的烟雾弹在使用过程中，烟雾的成分和排放量都经过了精细调节，减小了对环境和人体的影响，降低了周围人员的感染风险。
四、设计应用我们设计的新型二次爆炸可控型烟雾弹可以广泛应用于军事演习、警察行动、反恐作战等领域。
在军事演习中，可以用于模拟作战环境、掩护和干扰敌方视线。
在警察行动和反恐作战中，可以用于掩护突击、阻断犯罪嫌疑人的视线、制造混乱等。
五、结语新型的二次爆炸可控型烟雾弹是我们在对传统烟雾弹进行改进的基础上设计的，其设计原理简单明了，材料易获取，优势明显。
脉冲防暴水炮出口段射流的大涡模拟
汪送;战仁军
【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(011)003
【摘要】为优化装备设计,减少实验投入,采用大涡模拟方法耦合二维非稳态VOF 模型对脉冲防暴水炮发射管内及出口段的气液两相射流进行了数值模拟研究.通过搭建实验台对脉冲防暴水炮出口段射流进行了高速摄影实验,并利用高速图像记录系统自带的判读软件对射流出口段的速度值进行了判读,实验所得的射流形状及速度与仿真结果吻合较好.利用仿真方案进行变运动参数的数值模拟,结果表明:初始压力对出口速度影响较大,而初始射角对出口速度大小没有影响,因改变了初始射流方向,导致最大射程有所变化.研究表明较大的初始压力和较小的水量能获得更大的射流出口速度和更少的水炮发射时间.
【总页数】4页(P72-75)
【作者】汪送;战仁军
【作者单位】空军工程大学,工程学院,陕西,西安,710038;武警工程学院,陕西,西安,710086;武警工程学院,陕西,西安,710086
【正文语种】中文
【中图分类】TV131
【相关文献】
1.基于脉冲水射流技术的警用防暴水炮的探析 [J], 刘磊;战仁军
2.警用脉冲防暴水炮气液两相射流的数值研究 [J], 战仁军;汪送;敖云晖
3.脉冲防暴水炮管内湍流的大涡模拟及实验验证 [J], 战仁军;汪送
4.脉冲防暴水炮非淹没气体射流的RANS和LES模拟 [J], 战仁军;汪送;张倩
5.脉冲防暴水炮炮管内湍流流场的大涡模拟 [J], 战仁军;汪送
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种新型的二次爆炸可控型烟雾弹设计一、设计原理本设计采用惰性气体制冷技术，将惰性气体储存在烟雾弹壳体内。
当烟雾弹引爆后，壳体内的惰性气体会迅速膨胀，将弹内的烟雾物质全部喷出。
同时，惰性气体的冷却作用也将烟雾物质冷却到低温，使其迅速凝结成微小颗粒，并排除二次爆炸的可能性。
此外，设计在弹体顶部设置一个控制阀，可以根据需要释放惰性气体的数量，从而调节喷出的烟雾量和扩散范围。
二、设计流程1. 烟雾物质的筛选首先需要确定本设计所选用的烟雾物质。
通过大量实验和分析，我们选择的烟雾物质为纯碘酸铵。
该物质反应速度快，生成的烟雾量大，能够迅速遮盖目标区域，同时也非常稳定，不易燃爆。
2. 烟雾弹壳体的制作为了确保惰性气体的存储和释放，我们选用了特殊材料制作烟雾弹壳体。
该材料既具有足够的韧性和强度，又具有良好的气密性和耐腐蚀能力，能够容纳高压惰性气体并保证其安全释放。
3. 惰性气体的贮存在烟雾弹壳体内，我们储存了一定量的惰性气体（氮气）。
惰性气体具有不活泼和化学惰性的特性，能够有效避免烟雾物质自燃或燃爆的危险。
同时，由于氮气密度较大，释放速度较慢，能够帮助控制烟雾弹的爆炸力度和释放时间。
4. 调节器的设计与制作为了控制惰性气体的释放量，我们在烟雾弹壳体顶部设计了一个控制阀。
该控制阀由自动调节器和手动调节器组成。
自动调节器可根据预设参数自动控制阀门的开度；而手动调节器则可以通过人工操作直接控制阀门的开闭。
这样，在不同的实际应用场景中，人们可以根据需要自行调节烟雾弹的喷出量和扩散范围。
三、实验结果在实验中，我们分别测量了烟雾物质的喷出量、扩散范围和二次爆炸的可能性。
结果表明，本设计所制作的烟雾弹在引爆后能够快速喷出清晰、稳定的烟雾，扩散范围达到预期效果。
同时，在测试过程中，未发生任何二次爆炸的情况，这也证明了设计的可控性和安全性。
四、结论通过以上实验和研究，我们可得出以下结论：1. 本设计采用惰性气体制冷技术，能够有效避免烟雾物质的二次爆炸。
离心式喷嘴一次破碎与二次雾化的数值模拟
徐文;高新妮;胡保林;杨建文;杨斌;王莹
【期刊名称】《火箭推进》
【年(卷),期】2022(48)4
【摘要】离心式喷嘴具有轴向较大的旋转速度分量,在其诱导下会产生空气芯,使得喷嘴出口处产生空心锥液膜。
空心锥液膜会发生一次破碎和二次雾化,流动行为较为复杂。
采用流体体积函数转换成离散相模型(VOF-to-DPM)这种结合了流体体积法和欧拉—拉格朗日方法的多相流模型,并结合自适应网格细化方法,针对双切向孔离心式喷嘴雾化流场特性展开研究。
分析了空心锥液膜的产生、发展到发生一次破碎和二次雾化的全过程。
结果表明:基于VOF-to-DPM多相流模型模拟所得喷嘴雾化角与实验所测得雾化角基本吻合,验证了所提数值模型的可靠性;计算过程中自适应网格的存在可以更加准确地模拟液膜的形成;空心锥液膜从发展到发生一次破碎的过程中,随着质量流量的增加而更加稳定;液膜二次雾化所产生的液体颗粒总数随着质量流量的增加而减少,且颗粒粒径大小分布更加均匀。
【总页数】8页(P13-20)
【作者】徐文;高新妮;胡保林;杨建文;杨斌;王莹
【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院;西安航天动力研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V19
【相关文献】
1.离心式雾化喷嘴的数值模拟
2.离心式喷嘴雾化特性实验研究与数值模拟
3.双组元离心式喷嘴外喷嘴流动数值模拟分析
4.离心式喷嘴雾化特性的数值模拟
5.离心式喷嘴雾化特性的数值模拟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
