实验流体力学

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进展述评

建造中的我国低速增压风洞

范洁川, 于涛

2005, 19(3): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.001

摘要(95) PDF(9)

摘要:
论述了在我国建造低速增压风洞的必要性;介绍了国外低速高雷诺数风洞发展现状;提出了衡量现代生产性风洞性能的标准;给出了正在建造的我国低速增压风洞的主要技术性能及设计和建造中的技术关键.

实验研究与实验技术

飞机外挂物及其部件同时测力试验技术研究

李熙佩, 谢新跃, 徐伯生

2005, 19(3): 7-9. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.002

摘要(93) PDF(3)

摘要:
介绍了气动中心高速所开展飞机外挂物及其部件同时测力试验技术研究的概况,指出了研究的主要技术难点并给出了相应的解决措施.应用该项技术,在1.2m×1.2m风洞中成功进行了××飞机外挂测力试验,获得了该机翼下外挂物及其部件可靠的气动特性.该项试验技术研究的成功及其在型号试验中的应用,拓宽了风洞试验能力,丰富和发展了外挂测力试验技术的内容和手段,具有广阔的应用前景.

低速风洞推力矢量试验背撑干扰特性试验研究

高静, 李聪, 杨勇, 曲芳亮

2005, 19(3): 10-13,20. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.003

摘要(99) PDF(4)

摘要:
背撑供气支撑形式是目前FL-8低速风洞进行大迎角推力矢量试验所采用的主要支撑形式之一,背撑系统对试验模型的气动干扰量的修正虽然不影响矢量喷流对飞机气动特性的影响量,但直接影响试验测量准度.试验研究采用两步法,在FL-8风洞中测定了背撑系统对两种军机模型气动力测量的影响,探讨了几种不同形式的假背支杆及背撑支架(弯刀和拖箱)对飞机气动力的干扰特性.

两相圆湍射流喷口小突片对强化射流混合作用影响的流动显示

崔金雷, 张会强, 容易, 杨武兵, 王希麟

2005, 19(3): 14-20. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.004

摘要(84) PDF(2)

摘要:
通过流动显示研究了Re=2350,粒子平均直径分别为150μm和350μm的两相圆湍射流中喷口加装小突片对射流混合的作用.探讨了不同粒径颗粒的存在对喷口小突片的射流混合作用的影响.通过PDA测量验证了流动显示结果.表明在150 μm和350μm颗粒存在的情况下,小突片使射流核心区缩短的作用更加明显,而对射流的扩散作用却有所抑制.

视频测量方法在风洞模型姿态角测量中的应用

张孝棣, 蒋甲利, 贾元胜, 马洪志, 肖亚克

2005, 19(3): 21-25. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.005

摘要(85) PDF(4)

摘要:
在现代的风洞模型试验测量中,角度测量误差所引起的阻力系数误差大约占总阻力系数误差的1/4,准确地测量模型的实际角度是提高数据准确度的一个重要因素.应用视频测量原理,通过图像处理的方法动态实时采集计算模型的实际角度值,模型角度的测量精密度可达0.01°,测量准确度可达0.015°.测量速率每秒25次.

蜡纸存贮法在高超声速脉冲风洞舵-锥干扰流场显示中的应用

吴松, 王世芬

2005, 19(3): 26-28,38. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.006

摘要(110) PDF(3)

摘要:
简述了蜡纸存贮法在高超声速脉冲风洞锥-舵干扰流场显示中的应用,给出了迎风面内舵周围干扰区立体和平面展开两种油流谱图,揭示了其三维干扰流动的特征.

电弧加热器变参数运行技术研究

苏勇, 陈德江, 游敏, 王茂刚, 杨庆涛, 吴东, 张伟

2005, 19(3): 29-33. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.007

摘要(76) PDF(2)

摘要:
电弧加热器通过调节空气流量和电弧电流实现变参数运行,可以更接近实际地模拟飞行器再入轨道.笔者论述了电弧加热器变参数运行的技术原理、试验设备改造、测试探针研制及原理性试验等.研究结果表明:供电、供气、控制等系统经过适当改造,电弧加热器可以实现变参数运行.

超声速液体射流的气动特性

施红辉, 王天军, 布莱恩·密尔顿

2005, 19(3): 34-38. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.008

摘要(102) PDF(3)

摘要:
介绍了有关脉冲超声速水射流以及柴油射流气动特性的研究结果.水射流实验是在一台垂直设置的内径为8mm的火药枪设备上进行的.用出口直径为5mm的喷嘴,产生了速度为600m/s的水射流.用纹影仪观察了射流及激波形状,从而测量了激波与前体驻点之间的离开距离.柴油射流实验是在一台水平设置的高压氮气气枪设备上进行的.

流动环境中三维圆形垂直浮力射流特性实验研究

曾玉红, 槐文信

2005, 19(3): 39-46. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.009

摘要(72) PDF(2)

摘要:
为了揭示流动环境中三维圆形垂直浮力射流的规律,运用Micro ADV流速测量系统和温度测量系统对不同射流--来流流速比情况下的圆形垂直热水浮力射流进行了实验研究.在对试验所得的速度场、温度场资料进行整理的基础上,对流场的流动结构,射流中出现的分叉现象,射流轨迹线,湍动能等时均特性和紊动特性进行了分析.认为基于最大速度和最高温度的射流轨迹线是不同的,射流横断面上两高温区的夹角的范围同前人在空气中所作试验是一致的.表明试验结果是可信的,可以用于揭示圆形浮力射流的规律和数值模拟的验证.

磁扩散电弧运动图像实验研究

杜百合, 黎林村, 马强, 陈佺, 赵宇含, 夏维东

2005, 19(3): 47-50. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.010

摘要(87) PDF(2)

摘要:
电弧等离子体与气体之间的相互作用机理研究一直在低温等离子领域受到关注.为了获得比较均匀的大面积直流电弧等离子流,设计了一种利用外磁场驱动电弧旋转的等离子发生器.利用高速摄影技术研究了大气压条件下氩电弧等离子体在弧室中的运动情况,得到了典型的螺旋型电弧照片,分析了外部磁场对电弧运动形状、电弧电压的影响和弧根附近的气流扰动情况,认为磁场分布的不均匀性是导致电弧形状多样性和不稳定性的主要原因,而阴极烧蚀引起了弧根区气流扰动的不对称性.

双立尾和三角翼之间的气动干扰实验研究

高杰, 张明禄, 吕志咏

2005, 19(3): 51-57. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.011

摘要(133) PDF(2)

摘要:
在北航的风洞和水洞中进行了关于双立尾与三角翼组合外形的气动特性实验研究,研究了不同位置的立尾与三角翼的干扰机理.实验选取4个不同后掠角三角翼、每个三角翼设置6种立尾位置,研究这些参数对三角翼气动特性的影响.基于实验结果的分析和比较,提出了气动干扰的机理,比较了立尾的展向和弦向位置的干扰特性,以及三角翼和立尾特性问的干扰,最后给出了最优的立尾位置.

微型涡流发生器控制超临界翼型边界层分离实验研究

张进, 张彬乾, 阎文成, 段卓毅, 陈迎春, 焦予秦, 于新

2005, 19(3): 58-60,84. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.012

摘要(89) PDF(5)

摘要:
在低速风洞中研究了微型涡流发生器对超临界翼型边界层分离的控制.根据超临界翼型边界层分离特性,提出了涡流发生器的流动机理.研究了梯形涡流发生器不同高度和弦向位置对边界层分离控制效果的影响.研究表明,微型涡流发生器对超临界翼型边界层分离的控制主要起减阻作用;适宜采用微型涡流发生器对超临界翼型边界层分离进行控制,其最佳位置应在分离线前2~5H涡流发生器高度之间.

脉冲爆震发动机模型机平均推力特性计算与实验研究

郑龙席, 严传俊, 范玮, 李牧, 王治武

2005, 19(3): 61-66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.013

摘要(97) PDF(3)

摘要:
针对如何确定脉冲爆震发动机平均推力的问题,介绍了体积比冲估算法、推力壁压力曲线积分法和弹簧-质量-阻尼系统法的计算与测量原理.建立了PDE模型机推力测试台架系统.同时采用推力壁压力曲线积分法和弹簧-质量-阻尼系统法对一PDE模型机在不同频率多循环工况下的平均推力特性进行实验研究.对比分析了体积比冲估算法、推力壁压力曲线积分法和弹簧-质量-阻尼系统法所获得的PDE模型机平均推力计算值与实验值,发现:PDE模型机的平均推力随工作频率的升高基本上呈线性增加;同一工作频率下,采用体积比冲估算法得到的平均推力最大,推力壁压力曲线积分法次之,弹簧-质量-阻尼系统法最小;PDE模型机平均推力应处于推力壁压力曲线积分法与弹簧-质量-阻尼系统法所测推力之间.

基础研究与应用研究

无移动部件微泵的设计、制造及基于微PIV技术的流动测量

王飞, 王健, 何枫

2005, 19(3): 67-72. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.014

摘要(148) PDF(3)

摘要:
基于简化微泵加工难度、延长寿命及特殊管道流体特性原理,设计了一种无移动部件微泵.通过数值计算对设计微泵进行优化.用特殊材料PDMS及微机械加工工艺制造出微泵.用微PIV粒子成像技术测量了微泵流场特性及流量.可实现在工作频率600~2000Hz下,微泵流量为0.01~0.1μL/8.

大迎角下机翼后掠角对近耦合鸭式布局增升及流态的影响

马宝峰, 刘沛清, 魏园

2005, 19(3): 73-78. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.015

摘要(161) PDF(3)

摘要:
在风洞中利用测力及油流显示技术对不同后掠三角鸭翼和不同后掠三角机翼构成的鸭式布局在大迎角时的增升及流态特征进行了研究.通过测力给出了机翼后掠角对近耦合鸭式布局升力系数增量在大迎角时的影响规律,并通过油流显示对其影响的机理进行了探讨和分析.研究表明,鸭式布局是否增升受迎角和机翼后掠角的共同影响.在研究的迎角范围内的特定迎角下,与小后掠机翼构成的鸭式布局相比大后掠机翼构成的鸭式布局具有更好的增升效果,原因在于小后掠三角翼前缘涡随迎角变化时易于破裂,鸭翼对破裂涡,特别是完全破裂涡流态有较好的改善作用.

PIV技术在水垫塘实验模型淹没射流中的应用

张明亮, 陈刚, 许联锋, 杨敦敏

2005, 19(3): 79-84. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.016

摘要(101) PDF(3)

摘要:
利用PIV技术对模型单股淹没射流流场进行了测量,得到流场的流态及其它的特征参数:等流函数线、涡量、湍动能等,这些参数对水利工程中水垫塘的理论研究有重要的意义.测量结果可为数值模拟水垫塘流场提供数据,为水垫塘的优化提供指导和依据.

在近距耦合鸭式布局中的涡系结构

刘沛清, 魏园

2005, 19(3): 85-89. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.017

摘要(86) PDF(2)

摘要:
在近距耦合鸭式布局的机理研究中,主翼涡和鸭翼涡的干扰方式一直是研验观察了低雷诺数时上翼面主翼涡和鸭翼涡的相互位置,进而分析了在低雷诺数时主翼涡和鸭翼涡的干扰方式.研究表明,鸭翼涡和主翼涡的干扰行为包括卷绕和诱导(影响相互位置或下洗),但不同强度的鸭翼涡和主翼涡的干扰结果不同.通过初步分析,提出了一个统一的涡系干扰模型.

某风洞主体结构的有限元分析

陈万华, 王超棋

2005, 19(3): 90-93. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.018

摘要(128) PDF(4)

摘要:
由于某风洞主体结构为典型的薄壁结构,所以在设计阶段必须考虑其静强度、静刚度、动态特性以及支座形式和布置问题.笔者阐述了风洞主体结构的网格划分方法,根据模型简化原则,通过MSC/Patran建立了有限元计算模型;同时,通过CAE软件MSC/Nastran,根据先进的模态计算方法-Lanczos法,对该风洞主体结构进行了有限元分析,获得了静力学以及模态分析结果.结果表明:该风洞主体结构满足静强度与静刚度要求,总体刚度分布合理,模态频率分布良好,但应对部分部件进行进一步优化.

梯形截面微管道内流场的PIV测量

王健, 郝鹏飞, 何枫

2005, 19(3): 94-98. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.03.019

摘要(134) PDF(6)

摘要:
利用micro-PIV系统测量了去离子水在水力直径为237μ.m,长度为31mm的梯形截面微管道内的流场结构,得到了不同雷诺数下沿流动方向不同位置微管道中间截面上的速度分布,并利用数值模拟方法计算了相应雷诺数下三维梯形截面微管道内的速度分布.实验结果和数值模拟结果显示实验中的梯形截面微管道内从层流到湍流的转捩发生在Re=1500~1800左右,实验中充分发展段长度Le、微管道水力直径Dh和雷诺数之间的关系可由公式Le/Dh=(0.08~0.085)Re表示.