实验流体力学

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进展述评

中国空气动力研究与发展中心低速所风工程研究新进展

杨炯, 李明水, 刘义信

2004, 18(1): 1-5,28. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.001

摘要(95) PDF(2)

摘要:
简要介绍了最近4年以来中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所在桥梁和建(构)筑物空气动力学、车辆空气动力学、大气边界层模拟和环境流体力学等风工程领域的主要研究成果和风洞试验技术.

实验研究

后掠翼下炸弹气动特性试验研究

李熙佩

2004, 18(1): 6-9. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.002

摘要(127) PDF(2)

摘要:
为获得某后掠翼飞机机翼下不同外挂形式的单独炸弹/炸弹组合体气动特性,在气动中心高速所1.2m×1.2m风洞中进行了试验研究.在M=0.60~0.95,α=-4°~14°,β=-6°~6°条件下,采用7台外挂天平对炸弹/炸弹组合体模型进行了测量.结果表明:飞机后掠翼和机身带来的侧洗流动使炸弹在零侧滑时存在较大的横向气动载荷;各炸弹不仅受到飞机的侧洗和下洗影响,而且各弹之间的相互干扰也非常严重.

电磁力连续控制圆柱绕流态变化的研究

周本谋, 范宝春, 陈志华, 叶经方, 丁汉新

2004, 18(1): 10-14. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.003

摘要(95) PDF(2)

摘要:
作用于电介质溶液流体边界层上的Lorentz电磁力可以改变流体边界层的结构,从而控制流体绕流的形态.通过理论分析和数值模拟确定了实验控制的关键参数,交替分布的电极和磁极包覆在圆柱体的表面置于电介质溶液中,简单调整电磁力的分布可以方便地控制圆柱尾迹的流动结构,实现了电磁力消涡和增涡的连续控制.

浅水平板半岛尾流特性的实验研究

梁东方, 李玉梁, 陈嘉范

2004, 18(1): 15-19. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.004

摘要(71) PDF(2)

摘要:
对于尾流的研究大都局限于岛屿型绕流体在展向非常长的情况,但是在天然环境和水利工程中出现的多为水深相对很浅的流动,并且很多是绕半岛形建筑物的流动.由于底部摩阻和壁面边界的限制,浅水域中的半岛尾流有着一些特殊的流动规律.笔者采用数字粒子图像测速(DPIV)技术,在长30m、宽3.5m、高1m的水槽中比较系统地测量了浅水中绕平板半岛的尾流区流场.分析了大尺度旋涡的运动规律,得到了控制尾流流动形式的稳定性参数的临界范围.

直升机涡环状态试验数据处理研究

孙文胜, 林明

2004, 18(1): 20-23. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.005

摘要(137) PDF(2)

摘要:
采用神经网络误差反向传播算法,以旋翼涡环状态试验数据为基础,研究了桨叶负扭度对直升机涡环状态特性的影响,分析了负扭度变化对旋翼扭矩、拉力平均值及脉动幅度的影响.计算结果表明,神经网络模型能够准确预测桨叶负扭度对直升机涡环状态的影响.

不同型线结构船艏表面压力特性对比实验研究

田于逵, 夏贤, 吴宝山, 余兰, 李明政

2004, 18(1): 24-28. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.006

摘要(95) PDF(3)

摘要:
为优选船艏结构型线方案,在风洞中针对三个在结构型线上仅有细微差别的船艏方案进行表面压力特性对比测试.实验获得了各型线方案模型表面压力空间分布特性和压力脉动特性,并通过表面压力特性的综合对比进行了结构型线评估,为船艏的结构型线设计提供直接的技术依据.

高超声速飞行器测热试验研究

刘嘉, 姚文秀, 李静美, 王发民

2004, 18(1): 29-32,37. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.007

摘要(69) PDF(7)

摘要:
在JF-8脉冲风洞中,来流马赫数Ma=8.0,来流单位长度雷诺数Re/L=1.47×107和2.52×107(1/m)两种试验条件下,对高超声速飞行器1/20缩尺模型进行了表面气动热的测量.模型攻角α=0°,10°,15°,20°,25°和30°.试验给出机身对称面、翼前缘、立尾前缘等处的热流率分布.机头部分最大热流率与由Fay-Riddell公式计算的驻点热流Q0率接近,翼前缘最大热流率在全机身中最大,约为Q0的2倍,因此翼前缘的热环境是最严酷的.

采用PIV研究轴流风机叶顶泄漏流动

郭强, 竺晓程, 胡丹梅, 杜朝辉

2004, 18(1): 33-37. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.008

摘要(70) PDF(9)

摘要:
将粒子图像测速技术(PIV,Particle Image Velocimeter)应用到低速轴流通风机实验台上,在设计工况下对轴流通风机转子叶顶区域的瞬态速度场进行了实验测量.测量得到了三个不同周向位置下的涡量图和速度矢量图,并观测到了叶顶泄漏涡的涡旋结构.重点研究了叶顶泄漏涡位置的不稳定性和锁相平均后的叶顶泄漏涡涡心的轨迹,并将实验结果与原有模型进行了比较,结果表明叶顶泄漏涡涡心的运行轨迹与现有模型得出的估算公式的计算结果接近,基本吻合.

进气道低速特性试验技术研究

高静, 郝卫东, 闫永昌, 秦凤波, 李斐

2004, 18(1): 38-42. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.009

摘要(82) PDF(7)

摘要:
为了研究多种进气形式进气道的低速稳、动态气动特性,采用引射器引射的方式,在FL-8低速风洞开展了进气道试验技术研究,研制出了进气道试验专用引射系统、流量测量与控制装置、模型支撑连接装置及大迎角试验设备,通过机翼下、腹部和翼根三种进气形式的进气道模型风洞试验对新研制的进气道试验设备和相关试验技术进行了验证.试验结果表明,在零速度和大迎角、大侧滑(α=60°,β=20°)低速来流下,利用多喷嘴引射器引射可以很好地实现各种进气道模型内流场的模拟,保证进气道工作线与发动机工作线相交.

绕三角翼流态中的某些定常与非定常特性研究

祝立国, 吕志咏

2004, 18(1): 43-47. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.010

摘要(99) PDF(2)

摘要:
利用流动显示及片光技术,对绕三角翼流动中的某些非定常特性进行了研究.首先在涡面剪切层中发现了两种不同的小涡结构.进而对涡破裂点脉动做了系统的观测,发现在破裂点很靠近顶点的迎角下,脉动主频突然增大.此外还对三角翼涡破裂形态做了细致的分析,提出了泡状破裂在一定程度上可以看成螺旋破裂并给出了实验结果,提出了三种特殊的破裂形态.

电液比例阀的设计与实验研究

汪国胜, 凌云, 樊庆华

2004, 18(1): 48-52. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.011

摘要(63) PDF(4)

摘要:
在电液比例阀的设计与计算中,弹簧的设计与计算一直是设计人员头痛的问题,在设计电液比例阀的过程中,本文作者通过大量实验和研究,总结出了电液比例阀中弹簧的设计与检验方法.

高速列车受电弓气动力特性测量

蔡国华

2004, 18(1): 53-56. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.012

摘要(108) PDF(3)

摘要:
介绍高速列车受电弓在北京空气动力研究所FD-09低速风洞进行空气动力特性的测量结果.试件为实物,分原型弓和改型弓.试验时速为80~300km.测量结果表明,改型弓阻力较原型弓平均低19%,同时表明,弓头阻力占受电弓总气动阻力的14%~21%.因此,受电弓和弓头结构外形设计必须考虑气动性能.利用不同高度和斜度档板(围裙)方案,可以有效降低受电弓气动阻力和气动噪音,但列车总阻力将可能增加.

水泥工厂窑尾塔架风荷载风洞试验研究

张召明, 李志强, 丁克文

2004, 18(1): 57-61,66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.013

摘要(91) PDF(4)

摘要:
为获得窑尾塔架在实际风场下的真实风荷载,本文通过风洞实验对水泥厂窑尾塔架在大气边界层流场中的风荷载进行了研究,并详细介绍了风洞试验中的风场模拟、模型设计、测量方法和数据处理方法.试验结果合理可靠.本研究为实际窑尾塔架的结构设计提供了更真实的风载系数并为水泥厂窑尾塔架的优化设计,减少工程造价提供了详实的依据.

测量与显示

PDPA移测架系统的研制与应用

祝明红, 张钧, 沈志宏, 尹达, 张守军

2004, 18(1): 62-66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.014

摘要(106) PDF(3)

摘要:
对PDPA移测架系统的组成、功能及特点作了简要的介绍.通过应用表明:该系统的研制是成功的,系统运行稳定、可靠,激光测速系统可与移测架系统配合使用.

水洞实验图像的一种测量与处理方法

陈伟政, 张宇文, 邓飞

2004, 18(1): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.015

摘要(120) PDF(3)

摘要:
在水洞实验中,由于光线在空气、水和观察窗面板中发生折射,准确实验图像的获取一直是一个难题.本文在大量水洞实验图象测量经验积累的基础上,以水洞模型超空化实验中的超空泡外形测量为例,提出了一种基于计算机图形学的水洞实验图像测量与处理的三步法.该方法不仅可对水洞实验中所拍摄的图像进行修正,消除因不同介质引起的折射误差,而且把图像数据化,可利用计算机对图形自动进行定量处理.经多次应用表明,图像测量与处理的三步法应用方便,具有较高的精度,取得了很好的应用效果.

矢量控制技术在风洞动力系统中的应用

吕卫民, 周文松, 宋贵宝

2004, 18(1): 71-74. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.016

摘要(98) PDF(4)

摘要:
介绍了无速度传感器矢量控制技术的基本原理,通过对HY-750开口回流低速风洞的实验数据分析,从具体精度指标上对风洞动力系统应用矢量控制的效果进行了评估.结果表明:矢量控制技术在HY-750风洞动力系统中的应用是成功的,能够有效提高动压稳定性,改善流场品质.

水洞动态测力和流动显示一体化实验技术

郭辉, 连淇祥

2004, 18(1): 75-79,88. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.017

摘要(139) PDF(5)

摘要:
研制能够用于低速水流中的三分量内式测力天平,结合氢气泡(或染色液)方法,在水洞(槽)中实现测力和流动显示实验同步进行的动态实验系统,克服了通常测力和流动显示分别在风洞和水洞中进行,实验条件不同给结果分析带来的困难.天平采用高精度位移传感器,避开传统的应变片技术应用于水中所遇到的技术困难.简易飞行器模型的静态和等速俯仰实验结果表明了测量系统的可靠性.

ANSYS在风洞天平设计中的应用

郑芳, 武家騊

2004, 18(1): 80-83. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.018

摘要(128) PDF(5)

摘要:
用传统的材料力学方法设计应变天平时要作较大的简化.笔者应用有限元分析软件ANSYS对风洞天平进行结构计算,得到天平在各种载荷作用下的应变场和位移分布,从而计算得到天平各测量元件的应变值和刚度,最后将ANSYS计算的各载荷作用下的应变值与材料力学计算值作了比较.

电弧加热射流O2激光诱导荧光技术温度测量

岳斌, 苏铁, 余福明, 杨富荣, 张传斌

2004, 18(1): 84-88. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.019

摘要(112) PDF(6)

摘要:
采用ArF准分子激光器作为激发光源来激励O2-Schumann-Runge带系(B3Σ-u←X3Σ-g)193.3nm附近的转动吸收谱线,用紫外光电倍增管探测该带系256nm附近的荧光信号,建立了ArF准分子激光器O2激光诱导荧光流场测试系统.在建立O2单带测温模型和软件的基础上,利用Schumann-Runge带系(10,2)带的荧光信号、测量了氧氩混合电弧加热射流的径向温度分布.结果表明:我们建立的ArF准分子激光器O2-LIF测试系统是成功的.

DPIV对圆柱绕流的研究及运动参考坐标系的转换

李静, 姜曼松

2004, 18(1): 89-91. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.020

摘要(99) PDF(3)

摘要:
采用以氢气泡为示踪粒子的数字粒子图像测速技术(digital particle image velocimetry, DPIV)对三种不同雷诺数下的圆柱绕流进行了研究.一般DPIV拍摄时相机固定,可得出一种速度场分布.笔者采用静止坐标,用简单的方法可以达到相机随流场移动的效果,DPIV处理结果可以看到一些更深入的情况.

冲击波压力传感器测试系统的动态标定

崔海涛, 刘庆明

2004, 18(1): 92-96. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2004.01.021

摘要(153) PDF(7)

摘要:
介绍压力场测试中所采用的压电压力传感器的标定方法.压力场测试中所采用的传感器是一种以压电晶体做敏感元件的压力传感器,它可以将压力讯号直接转换成电荷输出,其输出量与被测量压力成正比.该传感器具有较大的测压范围、较好的线性、快速的上升时间、高的压力-电荷灵敏度和较小的几何尺寸.给出了压电压力传感器的实验室标定方法和野外使用环境条件下的现场标定方法,并进行了对比研究.