国家自然科学基金(10802026)
- 作品数：42 被引量：200H指数：9
- 相关作者：魏英杰张嘉钟王聪曹伟于开平更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学河北大学中国运载火箭技术研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：理学水利工程自动化与计算机技术交通运输工程更多>>
- 圆柱体出筒过程头型对流体动力的影响被引量：5
- 2012年
- 针对圆柱体出筒过程头型对流体动力特性的影响,采用多相流Mixture模型、Singhal空化模型和标准的k-ε湍流模型的方法,并结合动网格技术,求解混合介质RANS方程,实现了圆柱体运动的动边界与流场的流体-固体耦合求解.以此为基础,对有重力影响下的3种头型的圆柱体出筒过程和流体动力特性进行了数值模拟,分析了头型对圆柱体出筒过程中水弹道及其流体动力特性的影响,以及圆柱体压差系数、粘性系数和总力系数变化规律及波动原因.得到模型III出筒过程中流体动力变化较小和水弹道比较稳定的结论,为工程实际应用提供有意义的理论指导.
- 刘海军王聪邹振祝王本利王柏秋
- 关键词：流体力学多相流动网格空化
- 水下通气空泡航行体结构模态及冲击响应研究被引量：2
- 2012年
- 将航行体水下通气空泡简化为空气弹簧,并基于结构水下附加质量与空气弹簧作用原理,推导了水下通气空泡航行体在局部通气空泡包裹下的流固耦合振动方程.基于该振动方程,对通气空泡航行体在不同空泡长度包裹下的模态频率以及冲击载荷作用下的结构响应进行了分析,并将结果与将通气空泡简化为真空情况的计算结果进行对比.研究结果表明,结构的模态频率随通气空泡长度的增大而波动增大;通气空泡刚度对结构模态频率的影响随模态阶数的增大而减小;在冲击载荷作用下,通气空泡长度越大,响应幅值越小、响应频率越高.
- 何乾坤张嘉钟魏英杰王聪
- 关键词：水下航行体流固耦合模态
- 通气超空泡水下射弹实验研究被引量：10
- 2011年
- 利用射弹装置开展了通气超空泡水下射弹的实验研究。对水下射弹进行通气,得到了水下射弹的通气超空泡,并对空泡的形态进行了研究;得到了不同空化数条件下形成超空泡的通气率:空化数较大时较低的通气率,能形成超空泡,空化数较小时,形成通气超空泡的通气率较高;对超空泡减阻特性进行了验证,比较了同样初速度的通气超空泡射弹与不通气射弹速度和位移随时间的变化,形成超空泡后射弹速度衰减变慢,并且位移更大,不通气只形成局部空泡的射弹速度衰减快,位移小。
- 金大桥王聪魏英杰曹伟余锋邹振祝
- 关键词：流体力学通气超空泡减阻特性
- 超空泡航行体的自适应变结构控制设计
- 2010年
- 针对航行体在实际巡航时存在的流体动力系数摄动及尾部流体未知干扰等不确定性问题,改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,利用自适应算法对不确定因素进行了估计,设计了基于改进型指数趋近率的变结构控制器,并进行了数学仿真.仿真结果表明:该控制器在稳定控制过程中具有很好的性能,调整时间小于1 s;系统的稳态误差小于1%,表明其应用到超空泡航行体上是完全可行的.
- 魏英杰吕瑞于开平张嘉钟曹伟王京华
- 关键词：数学模型自适应算法变结构控制
- 水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流研究被引量：4
- 2010年
- 基于多相流理论,利用Fluent6.3对水下轴向串列双圆柱体带空泡绕流进行了数值模拟,分析了空泡形态和阻力特性与其结构参数的关系.结果表明:串列双圆柱体与单圆柱体相比,阻力系数降低;后圆柱体所受总阻力减小至几乎为零,前圆柱体承受了几乎全部的阻力;两圆柱体的间距和前端圆柱体的长度只影响超空泡的形成,前端圆柱体直径是影响阻力系数的主要因素.
- 金大桥王聪魏英杰曹伟邹振祝
- 关键词：模型参数
- 水下航行体垂直发射过程气幕形态特性研究被引量：3
- 2013年
- 采用VOF多相流混合模型和标准k-ε湍流模型对水下航行体气幕垂直发射过程中气幕形态特性进行了深入研究.研究了气幕的形态、长度和夹断点距离随马赫数的变化规律,与实验结果进行了对比分析,分析结果说明了本数值方法的正确性和可靠性.得到了气幕垂直发射过程中的气幕的长度和夹断点距离在Ma<1.1时随马赫增大逐渐增加,而Ma≥1.1时,介于21～22之间的气幕夹断点距离随马赫数的增加而基本不再变化.获得的气幕形态轮廓随马赫数的增大而增大.
- 刘海军王聪彭兴芝邹振祝王本利隗喜斌
- 关键词：水下航行体多相流
- 超空泡高速航行体动力学建模与控制设计被引量：6
- 2010年
- 为了研究超空泡航行体的动力学建模和控制问题,根据空泡膨胀独立性原理,研究了空泡的记忆效应及其对空泡形态的影响,详细计算了超空泡航行体各部分所受的流体动力,计算过程中还考虑了空化器的定向效应和空泡尾部的上飘变形,研究了航行过程中尾翼效率变化规律,建立了超空泡航行体非线性动力学模型.设计了基于输入输出精确线性化的鲁棒极点配置控制器,深度跟踪性能较好,不足之处是控制输入饱和问题和滑行力的不利影响.为解决输入饱和问题,设计了预测控制方法并通过约束航行体尾部和空泡壁的距离使尾部不与空泡壁相接触,避免了滑行力的出现,有利于减少摩擦阻力,提高了航行体的运动稳定性.
- 王京华张嘉钟于开平魏英杰黄文虎吕瑞
- 关键词：超空泡记忆效应预测控制
- 超空泡水下航行体的结构动力响应特性被引量：9
- 2010年
- 通过综合有关文献的理论,得到作用于超空泡水下航行体尾部的冲击载荷与航行速度的关系,然后利用有限元法研究了在不同速度条件下航行体的结构动力响应和变形特性.得到了加速度响应的主频率及其取值区间、航行体内的最大应变值及其分布位置;并给出了加速度响应主频率以及航行体内最大应变值与运动速度的关系.计算结果表明:存在2个加速度响应主频率,当航行体航速相对较低时,应采用第1个主频率作为结构设计时的参考频率,速度较高时应采用第2个主频率;计算还表明:航行体内最大应变值随着航速的增加而显著增加.结果对超空泡水下航行体的结构强度分析和结构优化设计有着指导意义.
- 张劲生张嘉钟魏英杰曹伟
- 关键词：空化结构动力响应有限元法
- 应用DES方法模拟非定常空泡流动被引量：2
- 2009年
- 在水下运动的水翼表面的局部低压区会形成空泡,而空泡具有随时间变化的非定常特性.采用DES(dettachededdy simulation)方法模拟绕水翼空泡流动的非定常特性.模拟了空泡的发生、发展、破灭、脱落的非定常过程,获得了空泡的发展、演变过程中水翼升力、阻力随时间变化的情况.模拟结果表明,空泡流动表现出明显的周期性特征;水翼的升力、阻力的周期性波动表现出同步变化的特征.将模拟结果与实验数据对比显示该方法可以准确地模拟空泡流动.
- 赵静张嘉钟魏英杰
- 关键词：DES水翼空泡非定常
- 垂直入水空泡内部压强分布数值研究(英文)被引量：12
- 2011年
- 基于RANS方程,在VOF多相流模型中嵌入水蒸汽和水之间的质量输运模型成功实现了垂直入水空泡流的数值计算。通过与试验结果的对比说明了以上数值方法的可信性,并在此基础之上对带不同锥角头型圆柱体以不同速度垂直撞击自由液面后所生成的空泡内部压强分布进行了深入分析,结果表明:在入水空泡形成阶段,空泡内部压强会出现较大的降低现象,并随着空泡的发展压强值逐渐趋于稳定;空泡形成阶段空泡内部压强随入水物体头部锥角增加而增加;在开空泡阶段空泡内部压强低于环境压强,并随着入水速度增加而呈降低变化趋势,空泡内部压强轴向和径向分布较为稳定,没有较大的压强梯度;在空泡趋于闭合阶段空泡内部压强出现较大的波动,其变化规律与空泡内部空气复杂速度场变化规律相吻合。
- 何春涛王聪魏英杰王柏秋
- 关键词：VOF
