实验流体力学

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2011, 25(4).

摘要(47) PDF(1)

摘要:

郭爱东, 姜楠, 贾永霞

2011, 25(4): 1-8. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.001

摘要(93) PDF(2)

摘要:
基于理论上湍流相干结构复涡黏性模型对涡黏性系数的分析,应用热线测速技术测量了平板湍流边界层多尺度相干结构动力学方程中非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差.分析了湍流边界层相干结构猝发过程中,非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差沿湍流边界层法向的变化规律,为建立更加符合实际的湍流模型提供了实验依据.

介质阻挡放电等离子体对翼型流动分离控制的实验研究

王勋年, 王万波, 黄勇, 张鑫, 黄宗波

2011, 25(4): 9-14. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.002

摘要(157) PDF(7)

摘要:
在低速开口风洞中进行了等离子体激励器对NACA0015翼型流动分离控制的实验研究.采用PIV技术,对翼型绕流流场进行了测量,显示了施加等离子体激励后流场的变化.通过五分量天平对升力和阻力的测量,研究了激励电压和激励频率对翼型流动分离控制的规律.研究表明,低风速下在翼型前缘施加等离子体激励,能够有效地控制翼型流动分离,在来流为20m/s时,最大升力系数增加11%,失速迎角增加6°;在给定的流动状态下,激励电压和激励频率存在一个阈值,不同迎角下该阈值不同,迎角越大,分离越严重,对激励强度的要求也越高.

坝陵河大桥桥位深切峡谷风剖面实测研究

朱乐东, 任鹏杰, 陈伟, 周成, 王继全

2011, 25(4): 15-21. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.003

摘要(80) PDF(4)

摘要:
用相控阵声雷达风廓线仪对坝陵河大桥桥址处深切峡谷中风剖面进行了实地观测,结果表明:在地形复杂的山区深切峡谷中,平均风剖面受峡谷地形影响较大,形态有时显得较为复杂而不规则,呈现锯齿形、正切变形或逆切变形等多样化.在峡谷的上半部,平均风速较大时其剖面相对较为规则,但不符合规范中描述平坦地貌平均风速剖面的幂函数形式,而具有e指数函数的变化规律.此外,统计显示,风向角在低空范围内受峡谷地形的影响要比在高空范围内严重,其在低空范围的变化幅度也要比在高空范围的变化幅度大.风迎角的散布范围和绝对值大小均随高度的增加呈减小的趋势.观测得到的峡谷湍流度大于平坦地貌湍流度的规范推荐值,同时峡谷湍流度具有一定的随机性,并且这种随机性随高度的增加而变大.

等离子体气动激励诱导空气流动的PIV研究

梁华, 李应红, 宋慧敏, 贾敏, 吴云

2011, 25(4): 22-25,36. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.004

摘要(87) PDF(6)

摘要:
为了揭示等离子体气动激励与边界层相互作用的物理机制,作者进行了等离子体气动激励诱导空气流动的PIV研究.实验结果表明:毫秒、微秒等离子体气动激励诱导空气流动以“启动涡”和“壁面射流”的形式出现;当激励电压为12kV时,最大诱导速度约为3m/s;激励电压越大,“启动涡”和“壁面射流”的强度越大;脉冲激励的作用强度和作用范围要强于定常激励.该结论为提高等离子体流动控制的作用能力提供了指导.

剪切流场中分散相液滴行为研究

王亮, 董守平, 张建, 郭长会, 周建平, 张明明, 王会娟

2011, 25(4): 26-31. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.005

摘要(84) PDF(9)

摘要:
目前乳化液破乳机理研究领域对剪切流场作用下分散相液滴行为的研究仍存在一些需要解答的问题.通过设计内外筒反向旋转剪切实验装置,结合数字图像处理技术,从实验角度进行了系统研究.实验数据显示液滴在剪切流场中发生三维力学变形,通过提出液滴形变非仿射度和综合变形度的概念,对液滴变形规律及其机理进行了相应的实验及理论探讨.同时,通过新颖可靠的测量方法,探索了液滴变形过程中内外流场压差的变化规律,数据显示液滴内外压差变化显著,且影响液滴形态.此外,还对剪切流场中液滴的变形过程进行了数值模拟,结果与实验及理论符合较好.提出了一套系统的液滴模型描述方法,为今后精确液滴变形形态数学模型的建立打下基础.

超声速高温冲击射流注水流场实验研究

姜毅, 周帆, 张学文

2011, 25(4): 32-36. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.006

摘要(101) PDF(6)

摘要:
为了降低发动机羽流冲击流场的温度,减弱其对发射装置的冲击和烧蚀作用,对超声速高温冲击射流的注水流场开展了实验研究.通过高速摄影和红外热像仪两种非接触式测量设备对无注水和注水两种状态下的冲击流场进行了对比拍摄,并且使用热电偶对底板冲击区的温度进行了测量.对注水两相冲击流场的结构和温度场分布进行了深入分析和研究,并与无注水状态下流场进行对比,得出了通过注水方式可以减少核心区长度和面积,降低迎气面温度,减弱其热冲击烧蚀效应的结论.

非共面近距耦合鸭式布局鸭翼展向脉冲吹气增升特性

刘杰, 刘沛清, 曹硕

2011, 25(4): 37-41. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.007

摘要(149) PDF(8)

摘要:
对40.前缘后掠角的主翼和40.前缘后掠角的鸭翼所构成的近距耦合鸭式布局简化模型进行了风洞测力、测压实验,系统研究了鸭翼展向脉冲吹气的增升效果,给出脉冲吹气频率以及脉冲宽度与布局升力之间的变化关系.测力结果表明,鸭翼展向吹气提高了该布局在大迎角时的升力,延迟了失速.测压结果表明,鸭翼展向脉冲吹气改善了中大迎角时主翼翼面流态,增加了翼面吸力峰值,延缓了涡的破裂.这说明利用鸭翼展向脉冲吹气涡控技术,可以直接改善鸭翼流场,继而间接改善主翼流场.

压缩混合层密度梯度场特性的实验研究

甘才俊, 李娘, 毛涛, 熊红亮

2011, 25(4): 42-44,59. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.008

摘要(153) PDF(2)

摘要:
利用纹影技术研究了不同对流马赫数(Mc=0.28,0.38,0.72)可压缩混合层密度梯度场的特性.由纹影图像可以看出:具有可压缩效应(高Mc数)的混合层存在不同程度的摆动.将纹影图像对比以后还发现:当Mc<0.3时,在可压缩混合层中发现了类似于Brown-Roshko的结构,混合层看不出明显的摆动;随着可压缩效应的增强(对流马赫数Mc>0.3),混合层开始摆动,并且随着对流马赫数的增大,混合层开始摆动位置向前移动.此外,还观察到不同对流马赫数下大尺度结构出现的区域有不同的特点.

中心突扩燃烧室PIV实验研究

李昊, 林明, 张玉山, 沈继奎, 陈春德

2011, 25(4): 45-49,59. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.009

摘要(95) PDF(6)

摘要:
利用PIV技术对两种不同尺寸的中心突扩燃烧室在不同入口速度条件下的冷态流场进行了实验研究,测量并分析了流场结构与来流速度、突扩比、喷管收缩段等因素的关系.实验结果表明利用PIV技术能较好地获得高速条件下燃烧室二维速度场;对于不同突扩比的燃烧室,突扩面后的流场结构类似,但回流区的最大负速度与入口速度的比例关系不同;在喷管人口处,流场在此处重新形成旋涡,其直径较大,但强度相对较弱.

防风网对煤堆遮风效果的风洞实验研究

张宁, 陈廷国, Sang-jo0nLee

2011, 25(4): 50-54. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.010

摘要(68) PDF(3)

摘要:
为了考察防风网对堆场煤堆的遮风效果,进行了防风网与煤堆之间区域的流场可视化实验.使用风洞模拟大气边界层条件,并将开孔率为38.5%的防风网模型布置在煤堆模型前方.实验中采用粒子成像测速(PIV)系统测量了防风网和堆场区域的平均风速分布,并且获得了煤堆表面的摩擦风速分布,进一步估箅煤堆起尘量的变化情况.实验发现,防风网可有效降低煤堆表面迎风区域的摩擦风速,而对背风面的流场分布影响较小.研究结果可为防风网的遮护作用提供一定的实验支持.

基于上游渐扩管安装条件的内锥流量计性能预测

李彦梅, 徐英, 张朝龙, 郭玉, 唐飞

2011, 25(4): 55-59. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.011

摘要(97) PDF(2)

摘要:
针对内锥流量计使用灵活性要求,利用计算流体动力学数值仿真和实流实验相结合的方法,研究上游渐扩管安装条件对内锥流量计性能的影响,以获取所需的最短直管段长度.研究对象是lOOmm口径、β值分别为0.45,0.65,0.85三种结构类型的样机.开展了基线和渐扩管两种类型的实验,仿真和实验的介质均为常温水,雷诺数范围分别为0.2488×105~2.488×105和0.3843×105~2.479×105,仿真结果和实验结论一致.利用附加不确定度和流出系数相对误差作为主要的评价标准,给出了上游渐扩管安装条件内锥流量计所需的直管段长度.

利用极值分布概型预测海峡地区风环境期望风速

刘会, 张亮亮, 杨转运, 何伟

2011, 25(4): 60-66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.012

摘要(95) PDF(2)

摘要:
根据《公路桥梁抗风设计规范》,对于特别重要的桥梁要求对桥址处的设计基本风速进行重新观测或参考实测风速样本进行推算得到,选取合理的基本设计风速.本文选取厦门一漳州跨海大桥附近的厦门市专业气象台和龙海市气象局360个月的极值10分钟平均时距的风速和风向标准值,采用3种极值分布概型推算出不同重现期内的设计风速.得出了厦门海峡桥址处100年一遇的期望风速为35.8 m/s,小于规范给出的厦门地区100年一遇基本设计风速39.7m/s.

坡面浅层明流流态界定方法之商榷

张宽地, 王光谦, 吕宏兴, 王占礼

2011, 25(4): 67-73. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.013

摘要(104) PDF(2)

摘要:
为了探求坡面薄层水流流态界定方法,从流体力学与泥沙运动学观点出发,对4种不同粗糙尺度床面(光滑玻璃、人工加糙粒径分别为0.075、0.245和0.380mm)、5种不同坡度下坡面薄层水流放水进行试验研究,并对薄层水流阻力规律与明渠水流阻力规律进行了比较分析.在此基础上提出了粘性底层厚度与水深之比作为新的无量纲临界判数,结果表明该判数能更好地反映坡面薄层水流流动型态.

连续式跨声速风洞设计关键技术

廖达雄, 陈吉明, 彭强, 柳新民

2011, 25(4): 74-78. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.014

摘要(99) PDF(11)

摘要:
为研制先进飞行器,除了提高现有风洞试验测量精度和改进试验技术外,必须建立高性能连续式跨声速风洞试验设备,解决飞行器高速风洞试验模拟能力和精细化模拟问题.以试验段尺寸0.6m×0.6m连续式跨声速风洞设计为例,给出了风洞总体设计方案,分析了如何降低风洞气流脉动、如何改善风洞流场品质、提高风洞运转效率和拓展风洞试验能力等关键技术途径.该风洞作为大型连续式跨声速风洞的引导风洞,方案设计主要采用了高压比压缩机驱动系统、半柔壁喷管、低噪声试验段、高性能换热器和三段调节片加可调中心体式二喉道等新型技术.

2.4m跨声速风洞的模型位移视频测量精度研究

张征宇, 喻波, 罗川, 孙岩, 周桂宇, 黄诗捷

2011, 25(4): 79-82. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.015

摘要(85) PDF(4)

摘要:
风洞试验中模型的位置和变形测量对试验数据精准度至关重要.为此,创建2.4m跨声速风洞的模型位移视频测量系统,提出度量其测量误差的方法,并实验研究其测量精度.研究发现,试验中的振动对测量精度影响极大,采用振动环境中相机位、姿解算方法后,试验段底部的编码标记点的测量误差从22.80~48.48mm降至0.03~0.64mm.

高超声速飞行器相关的摩擦阻力直接测量技术

马洪强, 高贺, 毕志献

2011, 25(4): 83-88. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.016

摘要(159) PDF(16)

摘要:
摩擦阻力是高超声速飞行器气动力的重要组成部分,也是制约高超声速飞行器发展的重要因素,因而对摩擦阻力的准确测量就显得尤为重要.简要介绍了近年国内外与高超声速相关的摩擦阻力直接测量技术的发展状况,同时对中国航天空气动力技术研究院自行研制的两套摩擦阻力测量装置作了介绍,并指出应变式摩阻天平技术是测量摩擦阻力的有效途径之一.文中给出了这两种结构形式摩阻天平的静校结果及其在高超声速风洞中的试验结果,并对结果进行了讨论.

φ3.2m风洞活动地板系统研制

李征初, 杨炯, 梁鉴, 李金勇

2011, 25(4): 89-93. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.017

摘要(116) PDF(4)

摘要:
目前在风洞中通常采用固定地板和活动地板两种模拟方法开展飞行器地面效应研究,确定地面效应影响量大小.采用固定地板模拟地面时,由于存在地板边界层,不能真实模拟飞机近地飞行状况.采用活动地板模拟地面时,由于活动带运行速度和方向与来流一致,在活动地板表面不存在边界层,可以真实模拟飞机近地飞行状况,提高地面效应试验数据的精准度.介绍了φ3.2m风洞活动地板系统的研制情况,对活动地板系统的组成、结构形式、主要技术指标等作了简要介绍.YF-16模型试验结果表明:φ3.2m风洞活动地板试验系统的性能指标达到了设计要求,活动带最大运行速度为60m/s;活动地板和固定地板两种模拟方法获得的地面效应试验结果存在较大差别,差别大小随地板高度和飞机姿态角变化而变化.

纹影技术中光源的选择与设计方法

叶继飞, 金燕, 吴文堂, 蒋冠雷

2011, 25(4): 94-98. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.018

摘要(275) PDF(37)

摘要:
在纹影技术应用过程中,纹影光源的性能一定程度上决定了拍摄结果的优劣.不同种类的光源,得到的拍摄效果不同,对于某种特定拍摄需求,光源的选择和设计也不同.如何选择和设计合适的纹影光源,对于最终拍摄结果的好坏至关重要.结合纹影技术在工程实际中的应用,分析了不同被测对象对光源的需求,总结了几种常见光源的应用情况及其特点,提供了一种光源参数设计的方法.在实验室典型超声速自由射流流场测量中,对卤钨灯、氙灯和激光3种纹影光源的应用进行了对比分析.所提出的纹影光源的选择与设计方法,具有一定的工程实验参考价值.

连续变迎角测力试验技术在大型暂冲式跨声速风洞中的应用

魏志, 谢艳, 吴军强, 王瑞波, 张林

2011, 25(4): 99-102. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.019

摘要(103) PDF(6)

摘要:
由于暂冲式高速风洞运行时间短暂,普遍采用阶梯变迎角方式进行静态测力试验,其试验信息量难以满足先进飞行器研制的试验需求.为在暂冲式高速风洞中获得更为详尽的气动力信息,在2.4m跨声速风洞中进行了连续变迎角测力试验技术应用研究.主要介绍了该项试验技术的基本特点,给出了J7标模的主要试验结果.结果表明,该项试验技术获得的气动力数据与常规阶梯方式具有很好的一致性,可以满足工程实用的要求.

水平风洞模型自由飞试验技术研究现状及展望

孙海生, 岑飞, 聂博文, 刘志涛

2011, 25(4): 103-108. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.04.020

摘要(110) PDF(11)

摘要:
介绍国外水平风洞模型自由飞试验技术研究现状,阐述水平风洞模型自由飞试验平台的组成、作用与意义,重点展望该试验技术的应用前景.对试验平台中动力相似模型设计加工技术、动力模拟技术、舵机运动控制技术、模型姿态实时精确测量技术、飞行控制系统设计与集成技术等关键技术问题进行分析,对发展该试验技术具有指导作用.完善水平风洞模型自由飞试验技术,把传统风洞试验拓展到流动飞行-控制一体化试验,有利于全面研究和充分挖掘飞行器的气动性能与控制性能,对新一代飞机器的发展、新概念新技术的工程应用将起到重要的推动作用.

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2011年第25卷第4期

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2011年 第25卷 第4期

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