王磊
- 作品数：37 被引量：162H指数：9
- 供职机构：西安交通大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点实验室开放基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术动力工程及工程热物理一般工业技术理学更多>>
- 饱和氢气加注过程中低温贮箱降温特性及热应力分布的数值研究被引量：6
- 2014年
- 为了获得低温贮箱在饱和氢气加注过程中的降温特性以及箱体壁面的热应力分布,通过计算流体力学软件FLUENT计算了一定加注流量下贮箱内部流体区域的流场、温度场和壁面内的温度场变化,分析了加注过程中贮箱内的流动特性和降温特性;采用单向流固耦合方法进行壁面热应力分析,得到了3种不同进、出口约束条件下热应力在壁面中的分布以及最大热应力随时间的变化情况,并分析了进、出口弹性支撑约束条件设置的合理性;考虑贮箱内的压力变化,进行了箱体壁面的综合应力分析。计算结果表明:加注过程可以分为3个阶段,前2个阶段贮箱内部的流场、温度场和壁面温度分布特性依次由入口强制对流和壁面自然对流单独决定,第3阶段由入口强制对流及壁面自然对流共同决定;在3种不同的约束条件下,箱体壁面中的最大热应力均出现在贮箱加注口和排气口处,在进、出口弹性支撑条件下,壁面最大热应力随时间先增大而后趋于稳定,在稳定应力状态下,热应力的存在使箱体壁面总应力增加了15%左右。
- 朱康厉彦忠王磊文键李翠
- 关键词：液体火箭低温贮箱热应力
- 低温管路预冷过程两相流动与换热计算研究被引量：5
- 2019年
- 为揭示低温流体预冷管路过程中两相流动与换热特性,采用准稳态方法建立了低温管路预冷计算模型。该模型采用有限容积法来求解管内流体流动与换热方程,有限差分法求解管壁一维非稳态导热方程,流体与壁面的换热根据流型来判定选择对应的换热关联式,并对管壁外侧辐射漏热进行线性化离散处理。利用多组实验数据进行模型验证,结果表明模型对预冷时间预测的误差在10%之内。对预冷过程非稳态降温特性及流型与换热特性的计算结果表明:在低温流体预冷管路过程中,大部分换热方式为单相气强制对流和膜态沸腾,约占总预冷时间的95%,总换热量的75%,核态和过渡沸腾发生时间较短;预冷过程中存在一个最优质量流速,这既可以缩短预冷时间,同时可以减少推进剂的浪费。
- 王娇娇陈虹厉彦忠王磊王磊
- 关键词：低温推进剂气液两相流
- 低真空压力下横掠圆柱体强制对流传热特性的实验研究被引量：3
- 2017年
- 为了研究低真空状态下空气横掠圆柱体强制对流传热特性,搭建了速度、压力可控的变密度风洞实验台和数据采集系统,得出了压力变化对气体传热特性的影响规律。实验研究表明:气体横掠圆柱体强制对流传热随压力降低而衰减,压力越低,传热衰减越快;压力恒定时,传热随Re减小而减弱;气体流态属于连续流或滑移流时,压力变化对传热影响很小,可直接采用传统经验关联式计算,推荐Hilpert关联式;气体流态属于过渡流或自由分子流时,压力变化对传热影响很大,传统经验关联式已不再适用,需要修正。本实验不确定度小于4.5%,实验数据可靠,为工程实际应用提供了实验基础。
- 谢福寿厉彦忠王鑫宝陈鹏玮王磊
- 微重力环境低温流体无排气加注过程数值研究被引量：4
- 2017年
- 针对加注系统受注贮箱,采用CFD方法就液氮贮箱无排气加注过程开展数值仿真,对比了不同重力水平下的无排气加注性能,分析了加注口结构、壁面初始温度、加注流体温度和加注流量等因素对微重力无排气加注性能的影响规律。所构建的二维轴对称模型将流体区与固壁区一起作为求解区域并划分网格,并通过植入用户自定义程序(UDF)计算加注口液体闪蒸过程及气液之间的热质交换。经过实验数据验证,该模型能够合理展示箱内温度场分布和相分布情况,并获得贮箱压力等参数变化信息。数值计算结果表明:(1)加注条件相同时,微重力工况较常重力工况体现出更好的无排气加注性能。(2)微重力条件下,无排气加注性能几乎不受加注口结构的影响,壁面初始温度和加注流体温度越高,贮箱压力越高,加注流量仅对加注时间有显著影响。
- 马原王磊孙培杰李鹏厉彦忠
- 关键词：微重力液氮
- 热力学排气系统中节流效应及其冷量利用分析被引量：3
- 2020年
- 为更好地理解热力学排气系统(TVS)的运行机理,优化其运行参数,针对节流装置,建立了热力学模型,讨论了节流过程中状态参数的变化规律,对比了单相气体、单相液体节流的性能特性,进一步揭示了焦汤节流效应的原理,分析了不同节流背压下节流前低温工质(液氢和液氧)压力和温度对节流性能的影响,并结合TVS实际应用,阐述了节流最大制冷量的利用效果,提出了优化的TVS工作区间。研究表明:在节流过程不发生相变情况下单相气体节流制冷效应要比单相液体节流制冷效应更加显著;而在节流过程发生相变情况下液体节流至两相后,由于空化吸热导致流体温度降低,对于液氢,0.5MPa的压降可产生接近3 K的温降。对于液体节流,节流前压力对节流过程影响可忽略,而节流前温度和节流背压对节流过程起主导作用;对于液氢在在轨运行工况下,考虑到节流制冷量的充分利用,同时保证换热过程体积含气率不高于90%,推荐TVS系统中节流背压范围为75~143 kPa。
- 任建华谢福寿王磊王磊
- 关键词：热力学分析制冷量
- 液氧贮箱氦气加温增压过程数值研究
- 针对液氧贮箱氦加温增压过程，建立了二维轴对称CFD模型，采用此模型数值预测了升空阶段箱内温度场分布及气枕压力变化规律。初始气枕温度分布、增压气体温度加速性、增压管深入贮箱长度、飞行过载等因素均会对增压过程产生影响。计算结...
- 王磊厉彦忠程姗
- 关键词：火箭发动机
- 过冷低温推进剂的性能优势及其应用前景被引量：25
- 2015年
- 针对处于沸点温度以下过冷低温推进剂的特点,以热力学原理分析了过冷低温推进剂的性能优势及其获取方式,其热力学性能相对于饱和状态会有显著改善,如提高密度、降低气化压力和增加单位体积显冷量。在介绍了国外过冷低温推进剂研究与应用的基础上,讨论了我国的研究现状和应用前景。理论分析和初步地面试验结果表明,过冷低温推进剂作为航天燃料应用于航天运载工具之中优势明显,可显著增加有效载荷,降低发射成本,延长深空探测任务时间,但对于实际应用中可能遇到的技术难题,应作进一步的深入研究。文中的研究结果对未来中国开展过冷低温推进剂的研究和应用具有一定的借鉴和参考意义。
- 谢福寿雷刚王磊邢科伟厉彦忠
- 关键词：低温推进剂过冷燃料有效载荷
- 滑移区稀薄气体外掠圆柱体换热的数值分析被引量：2
- 2017年
- 针对滑移流区稀薄气体横掠圆柱体的强制对流换热问题,采用气体分子动力学,对速度滑移与温度跳跃边界条件以热流密度项与壁面切应力项形式进行修正,并植入到Fluent软件中,实现滑移流区换热的数值模拟。对雷诺数Re范围为0.001~20、克努森数Kn范围为0.001~3的工况进行了数值计算,并与实验结果进行对比。结果表明:采用滑移边界修正的CFD模型,可实现对稀薄气体滑移流区流动换热的精确模拟;当气体流态处于连续流状态(Kn≤0.01)时,边界条件的变化对数值结果影响不大;当气体流态处于滑移流状态(Kn范围为0.01~0.1)时,采用提出的滑移边界修正模型将能得到更加准确的计算结果;并且采用该模型可以对部分过渡流区(0.1
- 王鑫宝厉彦忠谢福寿谢福寿王磊
- 关键词：稀薄气体
- 简谐激励下大型低温贮箱防晃设计被引量：4
- 2015年
- 针对某大型低温贮箱,基于水平环形防晃板和竖直防晃板设计了一种布置于整个贮箱的固定结构防晃板,采用CFD软件Flow-3D数值模拟了一定简谐激励下,不同充注率时该防晃板的防晃效果.通过与液面水平环形防晃板对比发现:两种结构防晃效果相近,均可以显著抑制不同充注率下液体的质量中心波动范围.当充注率为50%时,两防晃结构甚至可以使波动范围减小64%;在晃动过程中,相比于液面水平环形防晃板,固定结构防晃板中单层水平环形防晃板的受力更小,但是贮箱受到的压力会有所增加;对比相同面积液面水平环形防晃板和竖直防晃板的防晃效果,液面水平环形防晃板优势更加明显;随着充注率的增大,液体在贮箱内晃动时液体的质量中心波动范围逐渐减小.
- 晋永华厉彦忠王磊刘展李翠
- 关键词：低温贮箱简谐激励
- 火箭发动机液氢预冷回路非稳态传热特性研究被引量：4
- 2010年
- 针对液氢预冷火箭发动机自然循环回路的流动与传热过程,建立了一维非稳态均相模型来研究预冷过程中管路的温降特性.在膜态沸腾阶段引入过渡膜态沸腾,保证了弥散流膜态沸腾向反环状流膜态沸腾的合理过渡.一般流体的膜态沸腾起始壁温TL大于核态沸腾最高壁温TCHF,而氢的TL小于TCHF,使得氢的沸腾曲线不同于其他流体,造成计算时传热与流型转换的不连续,因此考虑以TCHF作为膜态沸腾起始壁温,以TL作为核态沸腾最高壁温,通过增加过渡沸腾区来确保计算顺利进行.计算发现:预冷过程中,回路管壁温沿流动方向表现出从高到低的逆向分布规律,最高壁温点位于反环状流向弥散流过渡区间处,最高壁温点位置随时间逐渐向下游推进.
- 王磊厉彦忠李翠陈二锋程向华
- 关键词：自然循环膜态沸腾液体火箭预冷
