实验流体力学

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

进展述评

面向新世纪的粒子图像测速

申功炘

2000, 14(2): 1-15. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.001

摘要(120) PDF(8)

摘要:
一种综述粒子图像测速(Particle Image Velocimetry)的非接触、瞬时、动态、全流场的和本质上是直接的速度场测量技术,成为当今最实用和非常有潜力的流体力学全流场观测(Full Flow Field Observation & Measurement)技术.回顾和展望PIV(包括DPIV,SPIV,HPIV等)及其应用的进展和前景.面临新世纪,PIV技术有望最终攻克一个容积的三维速度场时间历程(3Dt-3C)的观测和推动流体力学进入十分活跃的新时期.

实验研究

后掠翼身交接区流动结构及参数影响研究

张华, 吕志咏

2000, 14(2): 16-20. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.002

摘要(74) PDF(2)

摘要:
在水槽中利用激光片光源及荧光素钠染色液显示方法,研究了圆柱、机翼与平板交接区及后掠圆柱、后掠机翼变迎角情况下的干扰流场结构、特性及参数影响规律.结果表明,除Re数之外模型迎角、后掠角等参数对干扰区马蹄涡特性有很大影响.研究发现后掠圆柱及后掠机翼在一定条件下存在一类既不同于马蹄涡也不同于卡门涡的空间稳定发展的三维旋涡系即背涡.讨论了干扰背涡产生的机制及其与马蹄涡的相互关系.

在高速风洞中使用荧光压力传感器技术对飞机模型压力场的实验研究

张永存, 程厚梅, 张然, 邢汉奇, 李晨

2000, 14(2): 21-25. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.003

摘要(87) PDF(6)

摘要:
介绍了国内首次在高速风洞中使用荧光压力传感器(LPS)技术对飞机模型机翼表面压力场测量的初步结果.简述了LPS技术的应用原理、实验设备、实验方法和数据处理方法.为了分析比较,在用LPS技术测压的同时也用常规压力孔测压方法进行了机翼表面压力测量,并对二种测量方法得到的结果进行了简单分析.实验马赫数M=0.4~1.5,攻角α=0°~18°.

矢量二元收扩喷管热射流复杂流场特征研究

郑礼宝, 张靖周

2000, 14(2): 26-30,48. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.004

摘要(91) PDF(3)

摘要:
提出了一种二元收-扩矢量喷管的概念,用热射流实验台对二元矢量喷管进行了过膨胀状态下的喷管模型热态实验.测量了喷管壁面静压和喷管出口总压分布,用红外热成像技术给出了二元喷管热射流流场的清晰画面,并对流场特征进行了描述和分析.研究表明,在非设计状态,二元喷管管内有明显的流动分离现象,喷口射流总压严重畸变,在热射流流场中,射流流场呈现双势核结构.

激波过弯道绕山坡对三维物体的冲击效应研究

杨辉, 岳茂雄, 郭自力, 乐嘉陵, 张力虎

2000, 14(2): 31-34. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.005

摘要(67) PDF(3)

摘要:
采用全息干涉技术在高速流态试验装置(激波管)上研究了激波过弯道绕山坡到达三维物体的整个过程的流场,还采用传感器压力测量技术对三维物体表面的压力分布进行了定量测量.结果表明,激波对三维物体与山坡的接合部、物体背风面及其拐角位置的影响是最大的;对于研究爆炸冲击波在复杂地形下对建筑物的冲击载荷有重要意义.

利用激光片光技术进行双三角翼剖面流动显示研究

李进学, 张维智, 王丹, 张守军, 袁辉靖, 乔羿

2000, 14(2): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.006

摘要(104) PDF(2)

摘要:
进行双三角翼翼面流动显示研究的目的是为了揭示前、后翼脱体涡的干扰机理和详细结构,进而达到控制表面涡分离的目的,并为计算流体力学建立数学模型提供依据.介绍了采用激光片光技术在风洞中进行双三角翼剖面流动显示研究的方法和主要结果.研究表明,在较大攻角下,由于后翼涡的强度远远超过前翼涡的强度,后翼涡对前翼涡的诱导作用比前翼涡对后翼涡的诱导作用强,最终两涡将合并在一起,成为单一的旋涡.试验给出了很好的涡结构瞬态流动显示图片,两对涡的干扰合并明显可见,这对分析双三角翼涡的合并和破碎机理以及建立计算模型均有重要意义.

基于粒子图像法的气枪喷嘴除尘效率研究

郗华, 张锡文, 何枫, 许阳, 许宏庆

2000, 14(2): 40-43. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.007

摘要(74) PDF(4)

摘要:
气枪喷嘴广泛地应用于工业除水除尘中,但如何直接量化衡量和评价气枪喷嘴的除尘效果或效率,是一个非常困难且有意义的问题.本文作者提出了通过图像处理的方式,利用除尘前后粒子的浓度同所反射的光强的相应关系来测算气枪喷嘴的除尘效率的方法.此法能有效地对全场表面的除尘效率分布进行较为精确的测算,且操作简便、可重复性强.利用该方法对影响气枪喷嘴除尘效率的多个因素;如一次侧压力、喷嘴到平板的距离和射流攻角进行了研究,得到了一些有益的结论.这些结论对于了解喷嘴的除尘工作原理及对其进一步改良和优化具有很重要的意义.

螺旋桨滑流对飞机机翼流场影响试验研究

李征初, 王勋年, 陈洪, 刘巍

2000, 14(2): 44-48. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.008

摘要(169) PDF(10)

摘要:
为了揭示螺旋桨滑流的发展规律和滑流对飞机各部件的干扰机理,很有必要精确测量滑流区不同截面的流动参数,研究滑流对飞机各部件表面压力的影响.本文介绍了在4m×3m风洞应用该风洞配备的空间流态测量与显示系统,对某运输机螺旋桨滑流流经的空间区域多个截面的流动参数以及滑流对飞机机翼流场的影响进行了测量和研究.研究结果表明,螺旋桨滑流对飞机特别是机翼流场有明显影响;滑流区的空间流场测量与显示特别有助于对滑流的发展规律和滑流对飞机各部件干扰机理的研究.

强驻波声场对微小颗粒群作用的实验研究

吴嘉, 席葆树, 许宏庆

2000, 14(2): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.009

摘要(93) PDF(3)

摘要:
用实验手段研究了以空气为介质的强驻波声场(声压级大于150dB)对其中微小颗粒群(颗粒直径小于30μm)的作用.实验中观察到了颗粒有规律地向波节点运动的现象,并发现聚集颗粒群中含有周期性长大、破裂而喷发的气泡.这些现象与声流及声辐射压力有关.对这些现象的观察和分析有助于加深对高声强下一些基本效应的认识.

测量与显示

应用激光相位-多普勒系统测量雾化液滴颗粒和流动特性

沈熊, 魏乃龙, 彭涛

2000, 14(2): 54-60. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.010

摘要(108) PDF(5)

摘要:
在几何光学近似理论的基础上分析了相位多普勒方法的理论模型和相位-粒径特性关系,分析了实验应用的光纤型激光相位多普勒系统的原理和组成,并应用此系统对雾化喷嘴的流动和颗粒特性进行了测量,得到了液滴的二维速度与粒径的相关和统计特性.

滚摆非定常流场的定量流动显示

唐敏中

2000, 14(2): 61-66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.011

摘要(145) PDF(2)

摘要:
对80°三角翼滚摆的非定常流场进行常规流动显示和定量流动显示即PIV测量,获得了对于引起和维持滚摆的气动机理的新认识,即引起和维持滚摆的气动机理不仅在于前缘分离涡相对翼面位置的动态迟滞特性,而且还在于前缘涡强度的动态迟滞特性.

平面激光诱导荧光显示火焰中OH的分布图像

赵建荣, 陈立红, 俞刚, 杨仕润, 韩百

2000, 14(2): 67-71. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.012

摘要(109) PDF(4)

摘要:
用平面激光诱导荧光技术测量了平面火焰炉、原子气化炉和超声速燃烧室的单脉冲激光诱导OH荧光.由平面荧光图可得到氢氧基相对浓度分布和它的厚度.由超声速燃烧室的OH荧光测量,可以看出不同时间OH分布的差别.氢氧基的PLIF图像是研究火焰结构和流场的有力工具.

应用三维粒子动态分析仪测量三分支联接流场

胡欲立, 钱志博, 帅石金, 刘永长

2000, 14(2): 72-76,87. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.013

摘要(116) PDF(4)

摘要:
应用三维粒子动态分析仪(3D-PDA)测得了矩形截面三分支联接的三维速度分布.在测量中,经过理论分析与对比试验,选择了蚊香烟雾作为散射粒子.实验结果表明,在只有支管进气的情况下,在总管的封闭端和支管下游总管壁面处产生了回流;以及气流从支管进入总管后由于截面扩张在总管横截面上所诱发的二次流,并且二次流现象只发生在支管下游附近的总管横截面上.

高超声速轴对称模型密度场的激光全息干涉测量

郭隆德, 杨辉, 曾学军

2000, 14(2): 77-82. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.014

摘要(105) PDF(8)

摘要:
激光全息干涉技术在200m自由飞弹道靶的初步应用中,对高速和高超声速的轴对称模型周围气流密度场定量测量进行了初步探索.给出了M=2.2的弹头和M=2.45、Φ=20mm的球标模以及M=9.35的钝锥模型的全息干涉图和处理结果,同时与钝锥模型的理论数值计算结果进行了比较,首次在弹道靶上获得了流场密度的定量结果.

油水两相分层流流动速度分布的激光诊断

刘昌文, 刘杰, 王仕康

2000, 14(2): 83-87. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.015

摘要(156) PDF(2)

摘要:
从LDA实测入手,研究了油水分层流流动速度分布问题.针对被测速度较低的特点,提出了实用的声光光学频移驱动技术.针对液液分界面弯曲的特殊情况,先使用两种不同的LDA的布置方案分别测量出不同区域内的速度分布,然后再组合成完整的速度分布.组合时采用了合理的测量点定位及校验方法,得到了不同轻相流量下的油水两相流速度分布曲线.以本实验结果为基础,文献[7]修正了原有的油水两相分层流流动数学模型,提出了"剪切力比模型",该模型的计算结果与LDA实验数据吻合较好.

优化CVI反应器气体流场的可视化研究

肖鹏, 徐永东, 张立同, 成来飞

2000, 14(2): 88-91. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.016

摘要(124) PDF(4)

摘要:
CVI(化学气相浸渗)反应器内气体的输运对基体的沉积速度与沉积质量有重要的影响.用一套结构简单、可操作性强的气体流动可视化设备,对底部进气的等温等压CVI反应器内气体流场进行了模拟研究,得到如下结论:在气体入口处采用涡流器与多孔整流器,能消除中心射流并减小上部回流区域,扩大反应器的有效使用空间;使衬底与气体主流方向成一定的夹角,能有效阻止气体边界层的分离.

超跨声速喷流流场的PIV测量

杨枝伟, 王存诚, 王同庆

2000, 14(2): 92-97. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.017

摘要(125) PDF(10)

摘要:
对示踪粒子发生装置和几种粒子的特性进行了实验研究,发现压缩空气流中自然存在的润滑油粒子在跟随性、分布的均匀性和稳定性、以及浓度方面对于PIV测量都非常有利.实验成功地应用PIV技术对超跨声速喷流流场进行了测量,初步分析了测量结果与理论的差异,并分析了实验的可靠性和精度.

用于激波风洞中的表面油流流动显示方法

唐贵明

2000, 14(2): 98-101. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.018

摘要(125) PDF(11)

摘要:
介绍适用于激波风洞的表面油流流动显示方法及其典型显示结果.实验表明应用油滴、油膜及其组合等方法在6~8ms的实验时间内,能够清晰地显示三维突出物干扰引起的层流分离、转捩分离和湍流分离流及其尾迹流谱.

粒子像斑三维定位的透视成像原理和方法

董守平

2000, 14(2): 102-107,114. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.019

摘要(94) PDF(3)

摘要:
在三维粒子成像测速(PIV)方面,可运用体积光照明同时从不同光轴用多个照相机获得PIV图像,如何根据这些不同光轴获得的PIV图像确定出粒子物点的空间位置是实现三维粒子成像测速的前提.基于此,提出了根据多幅不同光轴的PIV图像的粒子像斑实现粒子物点三维定位的透视成像定位原理和方法.精确确定透视平面与透视中心在空间的位置是实现粒子物点三维定位的关键,直接测定透视中心(照相机的光学中心)和透视平面在空间的精确位置用常规的测量手段和方法难以奏效,因而针对透视图像成像特征及规律进行了较为深入地研究探讨,这对于寻求精确计测透视中心和透视平面空间位置的方法有着重要意义.作为实例,还给出了两光轴夹角为90°情况下实现粒子物点三维定位的一系列具体方法和有关算法及定量关系.

三维PIV透视成像粒子定位的可确定性

董守平

2000, 14(2): 108-114. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2000.02.020

摘要(110) PDF(5)

摘要:
三维粒子成像测速(PIV)的透视成像分析方法中,在运用体积光照明并从多个不同光轴方向用多台照相机或摄像机同时获得PIV图像后,根据多幅不同光轴的PIV图像的透视性质,运用物点三维定位的透视成像定位原理和方法,可通过找出各透视面上像点所对应的透视射线的交点来确定相应粒子的三维位置.问题在于,尽管粒子所在位置上必然存在各像点相应的透视射线的交点,但反过来,相应的透视射线的交点上却未必存在着真实的粒子.换言之,示踪粒子与其像点相应的透视射线相交的交点间一般并不存在一一对应的关系.本文讨论了在给定透视中心和透视平面位置的条件下,由多幅不同光轴的PIV图像上的粒子的透视像点来确定粒子物点是否存在意义上的可确定性,并讨论了PIV图像上粒子像斑密度、尺度及其中心测量精度对粒子物点可确定概率的影响.