水下航行器热动力系统固体药柱燃烧模型与仿真

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嵌金属丝端燃药柱固体发动机水下点火数值模拟研究

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ｅｄ－ｕｎｎｒｉｏｉｏｏｔｍｂｄｄｗｉｅｎｂｒｉｇｇａｎｓｌｍｔｒｗｉｈｅｄｅｄｅｒ
ＺＨＡＮＧｕ— ｉＷＡＮＧａ — ｏｇＹｏｗｅ，Ｘｉｏ Байду номын сангаас ｎ
（ｅｔｏＴｅｍａＳｉｃｎｎｒｎｉｅｒｇＵｉｒｉｆｉｃｄＴｃｎｌｆｈｎ，ｅｅ２０２，ｈｎ）Ｄｐ．ｆｈｒｌｃｎｅａｄＥｅｇＥｇｅｉ，ｎｅｓｙｏｅｅａｅｈｏｇｏｉａＨｆｉ３０６ＣａｅｙｎｎｖｔＳｎｎｃｏｙＣｉ
ｓｏｔａｅｉｉａｈｕｔｐａａｕｓｌｓａｔａｙｔｒｓｖｕ，ｄｉｉａｕｎｎｕｆｃａｒａｆｃｎｔｒｔｐｋｈｗｔｎｔｔｒｓｅｋｖｅｉｅｓｔｎｓｅｄｈｕｔａｅａｎｔｂｒｉｇｓｒａｅｈａｇｅｔｅｅｔｈ￣ｅｈｔｈｉｌｌｈｌｎｉｌｓｏａ
张有为，晓宏王
（中国科技大学热科学和能源工程系，合肥２０２）３０６
摘要：为探讨降低固体火箭发动机水下点火初期推力峰值的方法，通过对燃气采用常微分控制方程、对嵌金属丝采用
一
维传热方程、端燃药柱采用二维轴对称传热方程、燃气泡采用球形气泡模型，嵌金属丝端燃药柱发动机水下点火对对就
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复合固体推进剂药条燃速的水下声发射测定方法

复合固体推进剂药条燃速的水下声发射测定方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着现代科技的发展，火箭发动机在航天领域的应用越来越广泛，而推进剂是火箭发动机的重要组成部分。

在火箭发动机中，固体推进剂是一种常用的推进剂，其具有稳定性好、操控性强等优点，因此备受青睐。

复合固体推进剂药条是固体火箭发动机中的一种关键部件，其燃速是衡量推进剂性能的重要指标之一。

燃速的快慢直接影响到火箭的飞行性能，因此对复合固体推进剂药条燃速进行准确的测定十分关键。

传统的燃速测定方法主要是通过实验室条件下的爆炸试验，但这种方法存在着安全隐患和操作复杂的问题。

近年来，水下声发射测定方法逐渐被应用到复合固体推进剂药条燃速测定中。

水下声发射技术是通过测定复合固体推进剂药条燃烧过程中释放的声波信号来计算燃速的一种非接触式测定方法。

与传统方法相比，水下声发射测定方法具有安全性高、操作简便等优点，因此备受关注。

水下声发射测定方法的具体步骤如下：1. 确定试验条件：在实验前需要明确试验条件，包括水下环境温度、水下压力等参数，保证试验的可靠性和准确性。

2. 准备试验装置：准备好水下声发射测定装置，包括声学传感器、数据采集设备等。

3. 进行实验：将复合固体推进剂药条置于水下适当位置，点燃药条后开始记录声波信号，并由数据采集设备对声波信号进行采集和分析。

4. 数据处理与结果分析：利用采集到的声波信号数据，通过计算和分析得出复合固体推进剂药条的燃速数据，对燃速进行准确测定。

通过水下声发射测定方法，可以实现对复合固体推进剂药条燃速的精准测定，为火箭发动机的设计和性能优化提供了重要的数据支持。

该方法具有操作简便、安全性高等优点，逐渐成为推进剂燃速测定的重要手段之一。

第二篇示例：复合固体推进剂是一种由氧化剂、燃料和增塑剂等组成的混合物，它具有燃烧效率高、推进性能优越等优点，被广泛应用于火箭发动机、导弹发动机等领域。

而复合固体推进剂药条的燃速是评价其性能优劣的一个重要指标，其水下声发射测定方法则是一项关键技术，对于研究复合固体推进剂的性能具有重要意义。

水下航行器燃料流量调节阀动态特性仿真

水下航行器燃料流量调节阀动态特性仿真
单晓亮;胡欲立
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2007(35)10
【摘要】简述了燃料流量调节阀的基本工作原理,建立了以燃料流量调节阀为主的动力系统数学模型,在不同工况下对其换速过程的动态特性进行了仿真,指出了存在的问题,并对今后的改进和试验提出了指导性意见.
【总页数】3页(P179-181)
【作者】单晓亮;胡欲立
【作者单位】海军工程大学兵器工程系,湖北武汉,430033;西北工业大学航海学院,陕西西安,710072;西北工业大学航海学院,陕西西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TH138.52
【相关文献】
1.超空泡水下航行器直航弹道三通道控制与动态特性仿真 [J], 李雨田;张宇文;李代金
2.水下航行器三速制流量调节阀的动态特性研究 [J], 叶逸凡;张振山;陈水全
3.水下航行器不同燃料燃烧性能的仿真研究 [J], 闫萍;钱志博;王敏庆;杨杰;张进军
4.水下航行器燃料流量调节阀优化设计 [J], 吴朝晖;宋保维;梁庆卫
5.质子交换膜燃料电池动态特性建模及仿真 [J], 皇甫宜耿;任子俊;张羽翔;马睿
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水下航行器电池舱热响应仿真分析

Vol. 42, No. 8Aug., 2020第42卷第8期2020年8月舰船科学技术SHIP SCIENCE AND TECHNOLOGY水下航行器电池舱热响应仿真分析郭君，张凯，刘佳(中国船舶集团公司第705研究所，陕西西安710077)摘要：电动力水下航行器电池舱工作环境恶劣，在设计中必须考虑电池散热对整体结构的影响，避免因局部应力过大导致结构件损坏。

本文首先确定某型水下航行器电池舱热传导、热辐射和热对流分析数学模型，并基于有限元仿真软件Ansys 构建有限元模型；在相应热载荷下，分析舱段温度分布、安装板处最大变形、应力等，验证了结构设计的合理性。

本文研究方法具有较好的通用性，结构设计对水下航行器电池舱结构布局具有借鉴意义。

关键词：电池舱；热分析；有限元；应力中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1672 - 7649(2020)08 -0109 -06 doi ： 10.3404/j.issn,1672 - 7649.2020.0&021The battery cabin thermal response simulation analysis of underwater vehicleGUO Jun, ZHANG Kai, LIU Jia(The 705 Research Institute of CSSC, Xi'an 710077, China)Abstract: Battery cabin of electric underwater vehicle works in a bad environment. The influence of battery heat dis sipation on the overall structure must be considered in the design to avoid structural damage due to excessive local stress. Firstly, the mathematical model of thermal conduction, radiation and convection analysis for a certain type of underwater vehicle battery cabin is established, and the finite element model is constructed based on the finite element simulation soft ware Ansys. Under the corresponding thermal load, the temperature distribution of the compartment, the maximum deforma tion and stress at the installation plate are analyzed. The results verifies the rationality of the structural design. The research method in this paper has good universality, and the structural design has reference significance for the structural layout of un derwater vehicle battery compartment.Key words: battery cabin; thermal analysis ; finite element; stresso 引言电动力水下航行器在军民等领域均有广泛应用其中电池舱段在航行过程中会产生较多热量，在狭小紧凑的结构空间中散热条件较差，温度的变化势必会对其他结构产生一定影响，影响航行器的正常工作。

矢量推进自主水下航行器动力学建模及仿真

矢量推进自主水下航行器动力学建模及仿真王玉;林秀桃;宋诗军;刘玉红;张宏伟;王树新【摘要】Compared with the autonomous underwatervehicle(AUV)equipped with rudders,the AUV with vectored thruster has better maneuverability at low velocity and can achieve more precise positioning. According to the charac-teristics of the AUV with single vectored thruster,the 6-DOF kinematic model and dynamic model of the AUV are established using Newton-Euler method. In the dynamic model,the thrust force is considered as a function of the rotational speed of the propeller and the tilt angle of the vectored thruster. Dynamic behavior of the AUV with single vectored thruster is simulated using five-level four-order Runge-Kutta method in Matlab. The dynamic model,which lays a strong foundation for designing of the control system,is verified through physical tests in lake.%采用单矢量推进器进行航向控制的自主水下航行器(autonomous underwater vehicle，AUV)，与采用传统的鳍舵进行航向控制的AUV相比，具有更好的低速操控性及定位精度。

某动力舱温度场CFD仿真分析

某动力舱温度场CFD仿真分析摘要：本文分析了动力舱结构，采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。

关键词：动力舱；模型处理；CFD技术；仿真分析0引言动力舱是水下航行器的动力、电力中心，布置有柴油主机和发电机。

柴油机在正常工作时需要大量新鲜的空气，同时也向动力舱内辐射处大量的热量，发电机在工作时也向动力舱辐射处一定热量，这些热量会使舱内环境温度升高，而且由于放热部位分布不均匀导致机舱内的温度梯度很大：靠近放热设备的区域温度很高，远离放热设备的区域几乎没有温升。

相反由于航行器壳体整体位于水线以下，由于海水的吸热作用局部温度反而低于外界环境温度。

由此可见，船舶机舱的热环境是非常复杂的。

由于动力集成自动化程度的不断提高，机舱内各种用于监测、控制的精密仪表以及电子设备越来越多，这对机舱环境的温度、湿度等方面的要求更加严格，对舱内温度场的分布提出了更高的要求。

采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。

1动力舱结构动力舱内结构布置如下图2.1所示，柴油机布置在动力舱中，在柴油机两侧布置两台发电机，动力舱由隔热板分为两个空腔。

整个动力舱工作在水线以下。

图1动力舱组成（含冷却水路）动力舱工作时，柴油机和发电机是整个设备的主要热源。

由于动力舱处于严格密封状态，舱内的热量主要通过辐射和热传导的方式传递到隔热板和动力舱表面，最后由舱外海水带走热量。

2仿真过程详述2．1模型处理模型处理时，主要考虑以下2个问题：1）隔热板和动力舱壳体属于薄壁结构，按照实际结构建模和网格划分会非常困难，此次仿真时计算采用Shell Conduction的方法对其壁厚进行等效，因此在模型处理时会将其处理成0厚度面，以便后续计算时设定；2）需要将模型处理成2个计算空间——动力舱外海水空间，动力舱内气体空间，其中舱内气体空间又被隔板分为两个气体空间。

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法

固体火箭发动机药柱热老化结构分析方法固体火箭发动机（SRE）的药柱是其中最重要的组成部分之一，其质量和耐久性直接关系到发动机性能的可靠性。

为了保证药柱性能可靠，需要在设计阶段正确评估其热老化结构。

药柱热老化结构分析是用来确定药柱热老化效果的重要方法，它可以有效地模拟火箭发动机在高温高压情况下的发动机热环境，从而提供有效的药柱热老化数据。

二、热老化结构分析方法
1、模拟技术
热老化结构分析方法主要是采用Finite Volume Methos （FVM）技术模拟药柱热老化过程，FVM是一种应变和能量转移技术。

此技术可以将任意复杂的三维热流动和热辐射问题分解为若干三角形元件，并通过解决每个元件中的热流动和热辐射问题，最终得到整个药柱的热老化结构分析结果。

2、药柱的热老化数据
采用FVM技术模拟药柱热老化过程后，可以得到药柱热老化过程中的温度场和速度场，以及任意时刻药柱边界表面外表面温度分布，以及热老化前后药柱几何形状变化情况，这些数据可以用于评估药柱结构的稳定性。

三、结论
固体火箭发动机的药柱是其中重要的组成部分，其质量和耐久性直接影响着发动机的性能和可靠性。

热老化结构分析是一种重要
的方法，可以有效的模拟药柱的热老化过程，定量地分析药柱热老化效果，从而确保其稳定性和可靠性。

本文介绍了热老化结构分析方法，包括模拟技术、得到热老化数据和对热老化结构的结论。

固体发动机点火燃气流动与药柱变形耦合过程数值模拟(英文)

ＣＯＱＩＪ —ｉＴＮｉ．ｎ，ＨＵＸａＡｉ，Ｌｉｘａ，ＡＧＪ１０ｉｏｎｎｎａ
（．ｏｌｇｆＡｓｒｎｕｉｓｏｔｗｓｅｎＰｌｔｃｎｃｉｅｓｔ１Ｃｌｅｏｔａｔ，ＮｒｈｅｔｒｏｙｅｈｉａＵｎｖｒｉｅｏｃｌｙ，Ｘ７０７ｎ１０２，Ｃｉａｈｎ；
曹琪李进贤唐金兰侯，，，晓
７０２）１０５
（１西北工业大学航天学院，．西安
７０７；．国航天科技集团公司第四研究院，１０２２中西安
摘要：采用ＭｐＣ耦合器作为ＦＵＮＣＩＬＥＴ和ＡＳＳ的数据交换平台，ＮＹ对带径向翼槽大长径比固体发动机点火过程中的
Hale Waihona Puke ２ＴｅＦｕｈＡａｅｙｏＣＳＸｈ７０２，ｈｎ）．ｈｏｒｃｄｍｆＡＣ，ｉｎ１０５Ｃｉａｔ
ＡｂｔａｔＢｓｎＣＩｃｕｌｒａｈａａｅｃａｇｌｔｒｏＬＮＴａｄＡＮＳｎｌｓｓｓｆｒｈｌｉｔｃｓｒｃ：ｙｕｉｇＭｐＣｏｐｅｓｔｅｄｔｘｈｎｅｐａｆｍｆＦＵＥｎｏＹＳａａｙｉｏｔｅ，ｔｅＦｕｄＳｒ — ｗａｕ
ｔａｇｉｏａｏｃｕｌｓｗｉｒｉｅｏａｉｎｓｏｇｙａｎｔｎｔｎｉｎｆｔｉｔｐＲＭ，ｇａｎｄｆｒｔｎｏｃｒｍａｎｙｈｔｉｎｔｎｇｓｆｗｏｐｅｔｇａｎｄｆｒｔｔｎｌｔｉｉｏａｓｔｓｙｅＳｉｌｈｍｏｒｇｉｒｅｏｈｒｉｅｏｍａｉｃｕｓｉｌｏａｅｃｓｆｒｄａｎｓｏｔｐ，ｗｉｈｉａｇａａｅｌｎｔｇｉｏｒｃｓ．Ｇｒｉｅｏｍａｉｎａｈｐｏｄｌｎｓｏｓｔｈｕｐｏａｉｌｌｔｅｔｉｆｓｈｃｓｇｒｖｔｄａｏｇｗｉｉｎｔｎｐｏｅｓｈｉａｎｄｆｒｔｔｅｔｆｏｔｉｍｉｄｅｆｌｔｉｉｌｒｅａｅｏｅｏｅｄｆｌｔｈｃｅｕｔｉｎｔｎｆｉｒ．Ｔｅｄｓｒｕｉｎｏｒｉｉｌｃｍｅｔｎｔｓｅｄｉｃｌｕａｇｒｔｎｔｎｆａｎｓ，ｗｉｈｒｓｌｎｉｉｏｌｅｈｉｔｂｔｆａｎｄｓａｅｎｄｓｅｓｆｌａｅ — ｈｈｈｉｏｓｇｉａｕｉｏｇｐａｒｉｓｌｔｄｕｄｒｔｅｉａｔｆｉｎｔｎｐｅｓｒａｅｎｅｍｐｃｇｉｏｒｓｕｅ，ａｄｔｅｒｓａｃｅｕｔａｋｅｔｉｏｎｗｏｋｆｒａｐｙｎＳｅｈｏｏｏｈｏｉｎｈｅｅｒｈｒｓｌｃｎｍａｅｃｒｎｇｕｄｒｏｐｌｉｇＦＩｔｃｎｌｇｔｓａｒｙ

固体火箭发动机含裂纹药柱应力场有限元模拟的新方法

固体火箭发动机含裂纹药柱应力场有限元模拟的新方法任海峰;高鸣【摘要】针对研究固体火箭发动机药柱出现裂纹前、后药柱内应力／应变场的需要，提出利用奇异单元和生死单元技术模拟含三维裂纹药柱的新方法，并利用该方法对固体火箭发动机三维非贯穿裂纹进行模拟，分析药柱裂纹附近区域应力分布的规律。

结果表明，该方法便捷有效，尤其适用于对比研究裂纹、脱粘等药柱缺陷引起的应力释放和应力分布的变化。

%To study the variations in stress/strain field when the crack appears,a new technique to simulate 3D crack of solid rocket motor grain based on singular element and birth⁃death element was proposed. A part⁃through crack for solid rocket motor grain simulated by utilizing this method and stress distribution caused by crack were analyzed. Simulation results indicate that the method iscorrect,effective,and convenient for further research,especially suitable for comparative analysis on the stress distribution changes and the stress reliefs which are caused by crack or debond.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】5页(P50-54)【关键词】固体火箭发动机;药柱;奇异单元;生死单元;裂纹【作者】任海峰;高鸣【作者单位】海军航空工程学院，烟台 264001;海军航空工程学院，烟台 264001【正文语种】中文【中图分类】V438固体火箭发动机在制造、运输、贮存和使用等过程可能产生裂纹、脱粘等典型药柱缺陷。

Lecture2-2水下航行器建模.ppt [兼容模式]

24
Define
as the angular velocity vector in inertial frame. They are vectors.
r r r & +φ & & +θ ω =ψ
绕Z-轴转yaw角
B
绕Y-轴转pitch角
绕X-轴转roll角
I
xyz
x1 y1 z1
z1 = z
x2 y2 z2
26
The kinematic equation运动学方程
27
动力学 Dynamics
Center of mass 质心
ω
Vc
牛顿定理
Origin of body frame 雷体系的原点质心在地面系中的位置矢量雷体系中的受力
受到的所有外力（地面系）
28
动力学 Dynamics
Kinetics
5
刚体动力学
任意刚体的平面运动（在L0平面内的运动）
刚体的平面运动简化为平面图形S在其自身平面内的运动。
刚体的平面运动可分解为随基点的平移和绕基点的转动。
动参考系 A称为基点定参考系
6
刚体一般运动的运动方程
刚体的运动=基点的平移+绕基点的转动
基点在固定坐标系中的位置
( x, y , z )
′=x x1 & 沿 x1方向 φ
25
& φ 0 0 T & + RT (φ ) RT (θ ) 0 = J (η )η &2 υ2 = 0 + Rx (φ ) θ x y k ,o 2 0 & 0 ψ

水下热动力闭式循环的燃烧过程数值模拟

水下热动力闭式循环的燃烧过程数值模拟Li/SF6热源系统是一种先进的贮备化学能推进系统,其优点在于反应放出高能热量的同时可以不向容器外排出废料废气,从而构成闭式循环,不受外界环境背压影响,是一种理想的用于水下的热动力系统。

锂和六氟化硫的反应十分剧烈,不易控制;浸没喷射反应中锂是以熔融态充满整个燃烧室,反应过程在实验中观察比较困难。

因此,数值模拟方法在研究中起到重要作用。

本文的研究对象为六氟化硫气体在充满熔融锂的燃烧室内与锂液发生燃烧反应的过程。

首先对模型进行合理简化,采用欧拉-拉格朗日方法以及涡耗散模型对浸没喷射反应流场进行仿真计算。

数值模拟结果与文献数据有良好的吻合度,验证了所采用数学物理模型的可行性。

通过对燃烧过程中的温度、压强、组分等分布及其形成原因的分析,确定了反应区的结构和尺度,在此基础上研究了锂液初温和六氟化硫喷射速度以及喷注方式对于燃烧流场的影响。

结果发现提高锂液初温和增大六氟化硫的喷射速度都能够缩短燃烧室流场达到稳定的时间,并能提高系统换热能力。

对于稳定后的燃烧流场,六氟化硫喷射速度对流场的形态和分布作用比较显著,而锂液初温对于燃烧流场的影响较小;以两个喷嘴对向喷注的方式能够显著增强对流换热,比单个喷嘴提高质量流量获得更好的换热能力。

本文研究了Li/SF6热源系统反应区的结构和尺度,完成了初始条件和喷射方式对燃烧流场的影响分析,其结果为Li/SF6热源的闭式循环系统燃烧室的结构设计及优化提供技术参考。

水下航行器热动力推进系统数字仿真研究_聂卫东

收稿日期:2007-10-08;修回日期:2007-11-29.作者简介:聂卫东(1972-),男,博士,研究方向为系统建模与仿真.水下航行器热动力推进系统数字仿真研究聂卫东,　钱建平,　程文利,　赵宽明(中国船舶重工集团公司第705研究所,西安710075)摘　要:为满足新型水下航行器燃料流量闭环控制热动力推进系统设计、研制、试验和验证的需求,建立了较为精确的系统数学模型,应用M A T L A B /S I M U L I N K 进行高效的模块化仿真建模与仿真试验,得到了不同工况阶段的热动力推进系统各项参数(如燃烧室压强、发动机输出转速和转矩等)的仿真结果,从而可对热动力推进系统在启动、变深及变速等过程中的动态特性进行分析,弥补了目前功率台架试验仅能提供系统稳态特性的不足,为热动力推进系统的可靠性设计及其控制装置的鲁棒性设计提供必要的参考,并可部分替代半实物仿真及台架试验的功能,降低设计和研制成本。

关键词:自主式水下航行器;热动力推进系统;动态特性;数字仿真;M A T L A B /S I M U L I N K 中图分类号:T P 391.9 文献标识码:A 文章编号:1673-1948(2007)06-0046-04D i g i t a l S i m u l a t i o n o f T h e r m a l P r o p u l s i o nS y s t e m f o r A u t o n o m o u s U n d e r s e a V e h i c l eN I EW e i -d o n g ,　Q I A NJ i a n -p i n g ,　C H E N GW e n -l i ,　Z H A OK u a n g -m i n g(T h e 705R e s e a r c hI n s t i t u t e ,C h i n a S h i p b u i l d i n g I n d u s t r y C o r p o r a t i o n ,X i ′a n 710075,C h i n a )A b s t r a c t :A ne f f i c i e n t a n dm o d u l a r i z e dd i g i t a l s i m u l a t i o ns o f t w a r e f o r d e s i g n i n g a n d t e s t i n g a n o v e l t h e r m a l p r o p u l s i o ns y s t e m o f a u t o n o m o u s u n d e r s e av e h i c l e (A U V T P S )w a s d e v e l o p e db y u s i n g M A T L AB /S I M U L I N K .T h eA U V T P Sw a s s i m u l a t e du n d e r d i f -f e r e n t r e g i m e s o f v a r i o u s w o r k s t a g e s ,a n dh e n c e t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s c a nb ea n a l y z e di n c l u d i n g t h e t r a n s i e n t c h a r a c t e r i s t i c s o f s t a r t p r o c e s s ,c h a n g i n g s p e e d p r o c e s s a n dc h a n g i n g d e p t hp r o c e s s o f A U V T P S .T h i s s i m u l a t i o nm e t h o d o v e r c o m e s t h e d i s a d v a n -t a g eo f b e dt e s t w h i c h c a n o n l y o b t a i ns t e a d y c h a r a c t e r i s t i c s o f A U V T P S .T h e s i m u l a t i o n s o f t w a r e i s u s e d t o a i d t h e r e l i a b i l i t y d e -s i g n o f A U V T P Sa n d t h e r o b u s t n e s s d e s i g n o f i t s c o n t r o l d e v i c e .T h i s m e t h o d c a n b e u s e df o r s o m e f u n c t i o n s o f h a r d w a r e -i n -t h e -l o o ps i m u l a t i o n a n db e dt e s t ,s o t h a t t h e d e s i g na n dd e v e l o p m e n t c o s t c a nb e r e d u c e d .K e yw o r d s :a u t o n o m o u s u n d e r s e a v e h i c l e (A U V );t h e r m a l p r o p u l s i o n s y s t e m ;d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c ;d i g i t a l s i m u l a t i o n ;M A T -L A B /S I M U L I N K0　引言水下航行器热动力推进系统具有燃料能量储备大、发动机输出功率大等优点,能够满足现代航行器高航速、远航程的要求,因此热动力推进系统技术的研究仍然受到各国的广泛重视。

固体火箭发动机三维药柱燃烧仿真的新方法

固体火箭发动机三维药柱燃烧仿真的新方法
方蜀州;胡克娴;张平
【期刊名称】《北京理工大学学报：英文版》
【年(卷),期】1995(0)2
【摘要】研究和开发了一种新的固体火箭发动机复杂三维药柱内腔燃烧推移和燃面计算的仿真方法和程序，该程序大大扩展了固体火箭发动机的设计能力，较国内现有的同类程序有明显改进．用户利用它可简捷地构造出药柱的初始形状，并获得设计所需的几何参数，根据这些计算结果进行再设计，直至达到满意的结果为止．文中也讨论了这一方法的优势与不足．
【总页数】9页(P214+207-214)
【关键词】固体推进剂火箭发动机;推进剂药柱;计算机化仿真;燃烧
【作者】方蜀州;胡克娴;张平
【作者单位】北京理工大学飞行器工程系
【正文语种】中文
【中图分类】V435.12
【相关文献】
1.翼柱型药柱固体火箭发动机不稳定燃烧研究 [J], 胡大宁;何国强;刘佩进;王占利
2.固体火箭发动机三维药柱燃面推移仿真技术及燃面通用计算方法 [J], 方蜀州;胡克娴
3.端面燃烧固体火箭发动机药柱包覆工艺的可靠性研究 [J], 李昌植
4.固体火箭发动机药柱裂纹燃烧的实验研究 [J], 李稑;徐向东
5.翼柱型药柱固体火箭发动机工作过程仿真 [J], 汤志东;方国尧;向红军;屈文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

22264185_热动力水下航行器润滑系统建模与仿真

2020年8月杨威, 等: 电动力水下航行器电池组温度场仿真第4期4 结论文中通过COMSOL Multiphysics软件建立锂离子电池的电化学-热耦合模型, 并对50 kg级水下航行器动力舱段的电池温度场进行了仿真计算。

发现由于水下良好的换热条件, 航行器航速在10 kn 以下时, 电池组的温度变化不会引起热安全问题。

具体结论如下:1) 通过恒温放电实验验证了电化学-热耦合模型可精确计算电池单体在0.75C倍率和1C倍率的温度变化, 其拟合结果相对误差在0.2%以内;2) 在航速分别为5 kn, 7 kn和10 kn时, 电池舱段温度随航速的增大而升高, 10 kn时最高温度可达41.3℃, 最大温度出现在电池组的中心区域。

尽管海水与外壁对流换热良好, 但是舱段内空气流通性差, 电池产生的热量难以迅速排出, 在更高工况时, 需要考虑针对电池的散热设计;3) 该型电池组的第3层电池由仪器与动力电池组合构成, 导致了其在工作过程中存在相对的温度不均匀。

并且随着航速的增大, 温度不均匀性也在增加。

下一步的工作将变换应用场景, 在更大倍率充放电下, 对换热环境较为严苛的锂离子电池组进行热分析研究。

参考文献:[1]王艳峰. 水下航行器电池舱段热过程研究[D]. 西安:西北工业大学, 2014.[2]常国峰, 季运康, 魏慧利. 锂离子电池热模型研究现状及展望[J]. 电源技术, 2018, 42(8): 1226-1229.Chang Guo-feng, Ji Yun-kang, Wei Hui-li. Research Sta-tus and Prospect of Lithium-ion Batteries Thermal Mod-els[J]. Chinese Journal of Power Sources, 2018, 42(8): 1226-1229.[3]Dolye M, Newman J, Gozdz A S, et al. Comparison ofModeling Predictions with Experimental Data from Plastic Lithium Ion Cell[J]. Journal of Electrochemical Socie-ty, 1996, 143(6): 1890-1903.[4]Hosseinzadeh E, Genieser R, Worwood D. A SystematicApproach for Electrochemical-thermal Modelling of a La-rge Format Lithium-ion Battery for Electric Vehicle Ap-plication[J]. Journal of Power Sources, 2018, 382: 77- 94.[5]Ye Y H, Shi Y X, Cai N S. Electro-thermal Modeling andExperimental Validation for Lithium-ion Battery[J]. Jo- urnal of Power Sources, 2012, 199: 227-238.[6]陈军, 康健强, 谭祖宪. 基于电化学–热耦合模型分析18650型锂离子电池的热性能[J]. 化学工程与技术,2018, 8(2): 97-107.Chen Jun, Kang Jiang-qiang, Tan Zu-xian. Analysis of Thermal Performance of 18650 Li-ion Battery Based on an Electrochemical-Thermal Coupling Model[J]. Hans Journal of Chemical Engineering and Technology, 2018, 8(2): 97-107.[7]张立军, 李文博, 程洪正. 三维锂离子单电池电化学-热耦合模型[J]. 电源技术, 2016, 40(7): 1362-1366, 1490.Zhang Li-jun, Li Wen-bo, Cheng Hong-zheng. Coupled Thermal-eletrochemical Model of 3D Lithium-ion Batte- ry[J]. Chinese Journal of Power Sources, 2016, 40(7): 1362-1366, 1490.[8]韩学飞. 锂离子电池热管理及电化学-热耦合分析[D].上海: 华东理工大学, 2018.[9]郭阳东, 李玉芳, 张文浩, 等. 典型工况下动力电池温度特性研究[J]. 电源技术, 2018, 42(8): 1143-1147.Guo Yang-dong, Li Yu-fang, Zhang Wen-hao, et al. Re-search on Temperature Performance of Power Battery Undertypical Condition[J]. Chinese Journal of Power So-urces, 2018, 42(8): 1143-1147.[10]何士闵. 电动汽车电池包匹配及热特性研究[D]. 重庆:重庆理工大学, 2018.[11]和伟超. 电动汽车用永磁同步电机水冷系统设计及温升分析[D]. 杭州: 浙江大学, 2013.[12]李升东. 电动汽车锂离子电池组散热特性仿真研究[D].重庆: 重庆交通大学, 2016.(责任编辑: 杨力军)第28卷第4期水下无人系统学报 Vol.28No.42020年8月JOURNAL OF UNMANNED UNDERSEA SYSTEMS Aug. 2020收稿日期: 2019-07-22; 修回日期: 2019-09-30.作者简介: 曹浩(1982-), 男, 在读博士, 高级工程师, 主要研究方向为水下航行器振动传递路径分析.[引用格式] 曹浩, 屈明宝, 王祎, 等. 热动力水下航行器润滑系统建模与仿真[J]. 水下无人系统学报, 2020, 28(4): 452-455.热动力水下航行器润滑系统建模与仿真曹浩1, 屈明宝1, 王祎1, 李育英1, 赵丽刚2, 汤田1(1. 中国船舶重工集团公司第705研究所, 陕西西安, 710077; 2. 中国船舶工业集团公司第708研究所, 上海, 200011)摘要: 随着水下航行器航速不断提高, 航程不断增加, 其润滑系统的重要性日益凸显。

水下航行器闭式循环动力系统动态仿真

水下航行器闭式循环动力系统动态仿真白杰;党建军;罗凯;李代金【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2016(024)006【摘要】为研制高能量密度无人水下航行器(UUV)动力系统，对以Li/SF6为热源的闭式循环动力系统开展研究。

基于质量守恒和能量守恒方程，将蒸发器及冷凝器进行分区，建立了移动边界数学模型，建立了涡轮机的稳态模型以及集液器的动态模型，形成了系统的动态模型。

通过仿真计算，获得了系统工质流量阶跃变化条件下的动态响应。

仿真结果表明，蒸发器进口水流量增加时，管内压力升高，出口温度降低，涡轮机输出功率增大，蒸发器及冷凝器各相区长度改变；当其流量减小时，变化规律相反。

所建模型可为 UUV 动力系统设计及控制方案选择提供参考。

【总页数】6页(P438-443)【作者】白杰;党建军;罗凯;李代金【作者单位】西北工业大学航海学院，陕西西安，710072;西北工业大学航海学院，陕西西安，710072;西北工业大学航海学院，陕西西安，710072;西北工业大学航海学院，陕西西安，710072【正文语种】中文【中图分类】TJ630.32;TB115【相关文献】1.水下闭式循环动力系统动态过程数值仿真研究 [J], 路骏;韩勇军;高育科;马为峰;郭兆元;李鑫2.闭式循环水下动力系统壳体冷凝器设计 [J], 韩勇军;杨赪石;彭博;郭兆元;路骏;马为峰;王晋中3.适用于UUV的闭式循环热动力系统 [J], 朱强;李维维;张强4.基于乏汽增压的水下半闭式循环动力系统研究 [J], 郭庆;罗凯;党建军;秦侃;陈猛5.基于金属燃料的SOFC/氦氙布雷顿双闭式循环联合动力系统优化设计 [J], 王佳宾;徐虎;董平;郭兆元;郑群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

固体火箭发动机药柱结构完整性数值分析的开题报告

固体火箭发动机药柱结构完整性数值分析的开题报告一、选题背景固体火箭发动机广泛应用于航空航天、军事及民用领域，其工作过程涉及到高温、高压、高速等复杂条件，而药柱作为固体火箭发动机的能量源，其结构的稳定性和完整性对发动机性能和使用寿命具有重要影响。

目前，针对固体火箭发动机药柱结构完整性的数值分析研究已经成为了国际上的热点研究方向，具有重要的应用价值。

二、研究目的本课题主要针对固体火箭发动机药柱结构完整性进行数值分析，提出新的数学模型和计算方法，对药柱结构的力学特性、热特性、燃烧特性等进行深入研究，为解决现有固体火箭发动机药柱存在的问题和提高发动机性能和可靠性提供理论基础和技术支持。

三、研究内容1. 固体火箭发动机药柱结构模型的建立：针对常见的药柱结构，建立数学模型，进行结构分析和力学仿真，探究药柱受力情况、变形情况等。

2. 药柱燃烧特性研究：针对药柱燃烧前后的物理与化学特性，进行燃烧仿真，探究药柱燃烧过程中的热特性、物质变化情况等。

3. 药柱结构变形分析：基于大量的实验数据和数值仿真结果，对药柱的结构变形情况进行分析和研究，进一步了解药柱在不同工作条件下的变形情况。

四、研究意义本课题的研究结果可以为固体火箭发动机药柱的设计、优化和性能分析提供重要的理论基础和技术支持，提高发动机的性能和可靠性。

同时，本研究可以为固体火箭发动机燃烧理论和应用提供新的思路和方法，具有重大的应用价值。

五、研究方法与计划研究方法：结合理论分析和数值模拟，开展大量的实验研究工作，对固体火箭发动机药柱结构完整性进行数值分析，探究药柱的力学特性、热特性、燃烧特性等。

研究计划：第一年：文献调研、数值模拟方法研究、数值模型验证第二年：实验研究、数据处理和分析、数值模拟优化第三年：数值模拟结果分析、理论分析和模型构建、论文撰写和论文答辩六、预期成果1. 提出适用于固体火箭发动机药柱结构完整性数值分析的新型数值方法和模型，为药柱结构设计和优化提供理论支持。

药柱燃速对底排工作过程及底排弹射程影响的数值模拟

药柱燃速对底排工作过程及底排弹射程影响的数值模拟骆晓臣;姚文进;徐文科;卓长飞;武晓松;封锋【摘要】为了研究底排药柱燃速对底部排气弹底排装置工作过程和射程的影响,采用计算空气动力学和质点外弹道学耦合的方法求解底部排气弹的飞行弹道,研究了底部排气弹在整个减阻阶段底排装置工作参数、工作状态、底排流场等随时间的变化,分析了药柱燃速对底部排气弹工作过程和射程影响.结果表明:数值模拟结果与制式底部排气弹靶场试验结果吻合,说明建立的计算模型合理;燃速调整系数由0.8提高到1.2时,燃烧时间由36.8 s减少到18.4 s,射程由38, 12 km下降到36, 21 km,增程率由33.32％下降到26.64％;不同底排药柱燃速的底部排气弹在减阻阶段的排气参数均随时间的增加而呈先增大后减小的趋势;采用高燃速底排药柱的底部排气弹排气质量流率相对于低燃速的底部排气弹较大,但减阻效果并没有明显提高.【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2015(023)011【总页数】8页(P1111-1118)【关键词】计算流体力学;底部排气弹;质点弹道;射程【作者】骆晓臣;姚文进;徐文科;卓长飞;武晓松;封锋【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;辽沈工业集团有限公司,辽宁沈阳110045;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ55;V211.31 引言底部排气弹减阻增程的原理[1]是在常规炮弹底部附加一个排气装置,向底部低压区排入低动量高温气体,改变底部低压区的流动状态,达到提高底部压力、减小阻力、增大射程的目的。

我国于20世纪80年代开始了底排增程技术的研究,已研制成功多个型号。

目前,国内底部排气弹(简称底排弹)在使用过程中已暴露出许多问题[2-4],如底排药柱燃烧稳定性差、底排药柱结构完整性差、增程率低,特别是增程率与国外差距较大。