刘旸
- 作品数：24 被引量：109H指数：6
- 供职机构：西北工业大学航天学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术一般工业技术建筑科学更多>>
- 基于响应面法的喉栓式喷管型面优化设计被引量：12
- 2014年
- 为减小喉栓式喷管的气动损失,综合考虑了喉栓的型面与喷管型面的相互作用,基于响应面法结合CFD数值计算,对喉栓式喷管进行了优化设计。采用中心复合实验设计(CCD)生成响应面采样点。分别采用多项式模型和Kriging模型生成响应面,并比较了2种方法对本问题的拟合程度。结果表明,Kriging模型拟合效果较好。优化算法采用序列二次规划法。优化后,喷管的比冲损失从9.01%降到了3.63%,气动损失有所减小。对影响比冲效率的关键参数进行了单独优化,得到了关键参数对比冲效率的影响规律。结果表明,影响比冲效率的因素主要为喷管的设计参数,在进行喉栓式喷管的优化设计时,喷管部分完全可采用传统喷管的优化设计方法,再针对喉栓进行匹配性优化。基于响应面法进行喉栓式喷管的型面优化设计,计算量相对较小,计算结果的精度和可靠度相对较高,可快速进行型面优化设计,具有一定的工程实用价值。
- 成沉鲍福廷刘旸许昊
- 关键词：响应面法固体火箭发动机优化设计
- 沉浸式虚拟装配仿真技术研究被引量：3
- 2010年
- 提出了一种基于多体动力学计算引擎的虚拟装配仿真框架,并对该仿真框架涉及的多面体近似凸集分解算法、并行碰撞检测、仿真场景构建、仿真模型定义与处理等关键技术进行了研究。基于该仿真框架,维修装配人员可以完全沉浸在虚拟装配环境中,采用数据手套、光学跟踪器和其他虚拟外设与装配零部件进行交互,从而体验真实的维修装配感觉,达到装配维修训练与试装配的目的。最后,在一个多人沉浸式虚拟现实硬件平台下开发虚拟维修装配仿真原型系统,以齿轮箱的拆装作为实例,验证了该仿真框架的有效性,为装配操作人员提供了一种优良的沉浸式用户操作界面。
- 刘旸陈冰鲍福廷
- 关键词：沉浸式虚拟现实多体系统动力学人机交互
- 固体火箭发动机金属壳体结构可靠性分析研究被引量：4
- 2014年
- 固体火箭发动机壳体是固体火箭发动机的重要组成部分,壳体的可靠性设计水平高低直接影响发动机的性能。好的壳体可靠性设计方案是在保证总体要求的几何尺寸精度的同时,要做到结构质量轻,又要安全可靠。利用一阶可靠性分析法结合有限元法对固体火箭发动机金属壳体封头结构进行可靠性分析,结果表明,在相同受力条件下,不同的结构尺寸下,封头的最大应力可能都不会达到失效界限,但是可靠性指标不一定满足要求。分析结果可用于指导结构单元设计。
- 陈纪宏鲍福廷刘旸孙勇强
- 关键词：固体火箭发动机可靠性分析
- 基于数据库技术的固体火箭发动机结构优化设计方法被引量：2
- 2010年
- 在构建材料和结构数据库的基础上,针对固体火箭发动机结构特点,以避免选材的盲目性和提高结构设计的合理性为目的,提出了基于数据库技术的固体火箭发动机结构优化的设计思路。同时,探讨了以数据的智能搜索和结构的参数化、变量化建模为核心的固体火箭发动机结构优化设计方法。
- 王锟刘旸蔡体敏
- 关键词：固体火箭发动机数据库
- 喷管分离流流动-热-结构顺序耦合数值模拟及试验研究被引量：13
- 2011年
- 针对大膨胀比喷管气流分离状态下喷管所受的复杂载荷,采用数值方法分析喷管结构。利用有限体积二阶迎风插值格式及SST涡耗散湍流模型,结合二层增强型壁面函数,求解N-S方程、热传导方程。采用流固耦合的流动与换热模型,流场与结构温度场互为边界条件交互数据,实现了流场解算与温度场解算的耦合数值分析。应用有限元方法对给定的温度场及压力载荷作用下的结构进行了瞬态静力分析,实现了流动-热-结构的顺序耦合。采用此计算模型对轴对称拉瓦尔喷管进行了数值模拟,发现在大膨胀比下喷管发生气流分离,经分离处的斜激波后气流温度梯度及压力梯度变化较大,导致该区域应力较大。为验证模型的准确性,开展了试验研究,测得的气流分离位置和计算得到的分离位置很好的符合,说明了计算方法的有效性。
- 胡海峰鲍福廷王艺杰蔡强刘旸
- 关键词：数值模拟气流分离
- 液体姿控火箭发动机地面试验热结构分析被引量：5
- 2011年
- 以液膜冷却结合辐射冷却的液体姿控火箭发动机为研究对象.采用一体化计算模型分析传热,同时应用有限元方法对给定温度条件的热结构进行了耦合分析,最后讨论了推力室在外压作用及温度载荷条件下结构的屈曲稳定性.计算结果与参考的试验结果接近,最高温度误差为3.67%,说明该一体化计算传热模型的有效性.考虑热载荷作用得到的屈曲载荷值较不考虑热载荷作用提高了大约5.793 3%.该结果为工程设计提供了有益的参考.
- 胡海峰鲍福廷蔡强刘旸
- 关键词：推力室液膜冷却屈曲分析
- 固体火箭发动机实验条件下基于拉瓦尔喷管变流道参数的4D编织C/C复合材料烧蚀性能（英文）被引量：8
- 2017年
- 固体火箭发动机实验条件下,对4D编织C/C复合材料变参数流道拉瓦尔喷管进行了烧蚀特性研究。针对变流道喷管变化的烧蚀角度,分析了材料的烧蚀机理。结果表明,由于变流道的原因,从收敛段到喉部烧蚀逐渐加剧,在收敛段与喉部过渡段45°烧蚀角出烧蚀最为严重,烧蚀角越大,烧蚀越严重。之后,烧蚀程度明显逐渐减小。烧蚀率沿着变流道喷管轴向逐渐改变,最大烧蚀率是0.056 mm/s,最大质量烧蚀率是0.157 kg/m^2·s。并且,轴向纤维、径向纤维到环向纤维,烧蚀尖角逐渐增大。烧蚀特性与粒子速度、粒子撞击角度、粒子浓度、壁面剪切力等因素相关。在热化学烧蚀和机械剥蚀共同作用下,变流道是不同烧蚀行为的主要影响因素。
- 惠卫华鲍福廷魏祥庚刘旸
- 关键词：喉衬固体火箭发动机
- 固体火箭发动机参数辨识软件关键技术研究被引量：3
- 2011年
- 固体火箭发动机参数辨识技术日益成熟,但相应参数辨识软件在实现过程中仍面临两个关键技术问题,即试验数据的直观交互前处理和数据匹配以及精确计算复杂几何构型装药的燃面-肉厚数据以供辨识模型模块调用。为解决上述两个问题,本文通过调用R语言内核,对试验数据进行必要的前处理和直观数据采样。将试验数据曲线与理论计算结果曲线之间的时间偏差量作为待辨识参数纳入辨识过程;并利用实体造型法,以访问几何造型平台内核的方式计算燃面-肉厚关系。通过对一组典型的翼柱形装药发动机试车数据进行辨识,验证了该方法的可行性、可信性和高效性。
- 魏瀚鲍福廷蔡强刘旸
- 关键词：固体火箭发动机参数辨识燃速语言
- 蒙特卡洛仿真在火箭喷管结构可靠性中的应用被引量：1
- 2013年
- 在固体火箭发动机喷管结构优化设计的研究中,为了在固体火箭发动机喷管结构可靠性的评估中考虑喉衬烧蚀的影响,使喷管结构可靠性的评估更加全面,采用蒙特卡洛仿真方法,对烧蚀喷管的结构可靠性评估过程进行了仿真。研究了影响喉衬材料热化学烧蚀速率的多个设计参数的随机分布特征,建立了能够反映烧蚀现象的仿真计算式和结构功能函数。仿真结果及仿真精度与试验结果保持了较高的一致性,证明改进方法可以较为全面地仿真喷管的烧蚀现象,可用来快速评估喷管喉衬结构可靠性水平,对改进提高喷管喉衬部位的设计水平有参考意义。
- 许昊鲍福廷刘旸成沉
- 关键词：蒙特卡洛仿真固体火箭发动机
- 弹器水面分离燃气弹射内弹道性能分析及系统实现被引量：2
- 2013年
- 为了解决水面分离中弹器"双向分离"、水的粘滞阻力、波浪对发射角度的影响及弹射过程浮力可变性引发的内弹道方程组建立难的问题,基于质量守恒、能量守恒、运动方程、状态方程及考虑各种复杂阻力构建内弹道方程组,并编写系统仿真软件,构建了弹器水面分离燃气弹射内弹道计算仿真系统。研究成果实现了多参数输入、多指标拉偏及可视化输出的全面内弹道分析功能。计算结果表明,仿真系统运算符合实际,可用在燃气发生器设计领域,对于缩短弹射动力系统设计周期提供了有力支撑。
- 惠卫华鲍福廷刘旸阎海生
- 关键词：内弹道燃气发生器
