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TBCC(涡轮基组合循环)在过渡模态的工作,是这种新型高速动力系统的关键问题.本文针对基于内乘波概念的内并联式TBCC进气道进行了其过渡模态流场的研究.首先,应用本团队自主提出的内乘波式进气道设计概念,提出一种新型TBCC进气道设计方案.然后,验证了其在设计马赫数4.0下实现全流量捕获,在模态转换时,分流板的分流是有效的.针对其在过渡模态马赫数2.5的性能,通过基于数值模拟的设计参数分析,发现在内参考收缩比为3.11时进气道流通面积合适可实现自起动、且综合性能较优.研究还发现,分流板偏转角度范围越小,分流段流动越好、通流出口总压恢复系数也越高.

关键词: 涡轮基组合循环 , 内乘波式进气道 , 变几何方案 , 过渡模态

专用Ni基高性能耐蚀合金的韧性研究

李永友 , 王东哲 , 魏捍东 , 吕宁 , 黄国平 , 祁宏

功能材料

对研制合金采用不同的热处理制度进行强韧性研究,在SEM下观察材料的微观形态、分析成份,分析原因.在合金中加入某些强韧化元素,通过一定的锻造比,采用比较合理的成份设计及热处理工艺来控制碳化物的形态和位置,在不出现脆性相温度下进行固溶处理,最后进行γ＇及γ″相沉淀时效,可以大幅提高其强度及冲击韧性.

关键词: 热处理 , 微观组织 , Laves相 , 强度 , 冲击韧性

高外压缩比的高超声速内乘波进气道设计

黄慧慧 , 黄国平 , 俞宗汉 , 乔文友

工程热物理学报

为了提高内乘波式进气道的起动性能,扩大其稳定工作的马赫数范围,以得到一种高外压缩比例的高超声速进气道,在ICFC二维基本流场的基础上进行改进,提高流场的外压缩比例,减小流场长度,并基于改进后的基本流场生成内乘波式进气道.数值模拟结果表明:在来流马赫数6的设计状态,该进气道保持了内乘波式进气道的优点:流量捕获能力强(流量系数99.94％),显著减弱外流阻力等;较基于原ICFC流场得到的进气道,该高外压缩比的进气道长度更短,且性能略有提升(出口马赫数为2.78时总压恢复系数为0.459),能在马赫数3.8～6范围内起动工作,较原进气道具有更佳的低马赫数起动能力.

关键词: ICFC流场 , 内乘波进气道 , 数值模拟

基于渗透边界的Bump型面反设计方法

乔文友 , 黄国平 , 夏晨 , 俞宗汉

工程热物理学报

为克服乘波体方法设计Bump型面灵活性不足的问题,发展出一套可适用于三维非结构网格的渗透边界反问题设计方法.融合渗透边界和运动边界的处理方法,应用扩展的流线追踪技术将渗透边界的反问题设计技术扩展到三维非结构网格.在激波面上将渗透速度与激波切向速度组合成“虚拟渗透速度”,通过追踪该速度获得修正后的激波面形状.在24325的网格量下得到最终的Bump型面及其激波形状只需3 min左右,与正圆锥流场截取的Bump型面相比误差为1.5％左右.通过数值计算表明渗透边界的反问题方法设计的Bump型面可以有效地排除前体低能流.从而为Bump型面的设计提供了一个新的方法.

关键词: 渗透边界 , 运动边界 , 反问题 , 动网格 , Bump

真空感应炉冶炼含氮316L不锈钢的控氮工艺研究

王明波 , 刘海定 , 黄国平 , 罗维凡 , 万红 , 寇涛

材料导报

通过试验研究了氮分压与316L不锈钢中氮溶解度的关系,研究表明钢中氮的溶解度随着氮分压的增大而增大.500 kg真空感应炉内冶炼含氮316L奥氏体不锈钢(N:0.1％～0.2％),在充氮至(0.2～0.8)×105 Pa时加入FeCrN(Cr:60％,N:6％).结果表明,在氮气保护环境中加入FeCrN,在充氮至(0.2～0.3)×l05 Pa时氮的收得率为65％～80％;在充氮至(0.5～0.6)×105 Pa时氮的收得率为80％～90％;进一步提升炉内氮气压力至0.8×105Pa,控制合适的钢液温度,氮的收得率可达100％.

关键词: 真空感应熔炼 , 含氮316L不锈钢 , 氮溶解度 , 氮收得率

弯曲扩压通道内脉冲射流位置影响的POD分析

朱剑锋 , 黄国平 , 傅鑫 , 付勇

工程热物理学报

基于一种弯曲扩压通道在不同射流位置状态下,开展了脉冲射流控制的试验及数值模拟研究,引入本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)技术以模态的方式完成了脉冲射流控制效果的分析.结果表明:随着射流位置逐渐由上游靠近分离点,各个射流位置最佳射流频率逐渐接近于通道内分离涡主频,分离点附近及下游位置最佳射流频率与通道内分离涡主频保持一致;最佳射流频率下,随着射流位置逐渐接近于分离点,分离涡模态能量在脉冲射流的作用下向平均流模态转移的比例逐渐增加,向高阶模态能量转移的比例逐渐减小;分离点位置对应着最佳射流位置,该状态下POD各阶模态能量均向平均流模态进行转移,脉冲射流控制效果最为明显.

关键词: 本征正交分解 , 非定常 , 脉冲射流位置 , 弯曲扩压通道 , 流动分离