实验流体力学

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实验研究

超燃冲压发动机再生冷却热结构设计的计算工具

蒋劲, 张若凌, 乐嘉陵

2006, 20(3): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.001

摘要(169) PDF(6)

摘要:
为分析在电弧加热器上进行的超燃冲压发动机再生冷却热结构试验的热交换,用了准三维的热分析工具和三维内流场CFD计算平台来作为分析工具.在换热计算及试验中用了水和煤油作为冷却剂,而且用煤油作为燃料.计算和试验结果吻合较好,表明换热分析工具和国内航空煤油物性表达式可以在深入的热结构试验和设计中应用.

螺旋型喷嘴液滴分布特性及液滴直径经验公式的拟合

刘乃玲, 张旭

2006, 20(3): 8-12. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.002

摘要(94) PDF(7)

摘要:
螺旋型喷嘴是压力式喷嘴的一种,它能提供细密的水雾,在工程上具有广泛的用途.笔者分析了几种常用的表征液滴尺寸的参数,用因次分析的方法建立了螺旋型喷嘴液滴直径的准则关系式,通过实验研究了TF6喷嘴的雾化液滴几种常用的直径随喷雾压力的变化规律,用最小二乘法回归了TF型喷嘴雾化粒子的几种直径(D0.1、D0.5、D0.9、D32)的经验公式.

脉冲爆震发动机喷管实验研究

李牧, 严传俊, 郑龙席, 王治武, 黄希桥

2006, 20(3): 13-17. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.003

摘要(77) PDF(4)

摘要:
在直管脉冲爆震发动机上安装不同类型的喷管,利用推力传感器测量了不同频率下发动机的瞬态推力和平均推力.结果表明:台架对瞬态推力的测量结果具有明显影响,推力峰值明显落后于推力壁压力峰值,而且随频率的变化推力峰值的大小发生明显的变化;发动机平均推力随频率的增加呈非线性递增,与没有喷管的发动机平均推力相比,收敛引射组合喷管增推比最高,其次是收敛喷管,扩张喷管在较低的工作频率下能够增推,但是在较高的频率下扩张喷管会产生较明显的负推力.收敛喷管在高频工作时增推比有所下降.引射喷管位于发动机出口截面下游-0.3~1倍发动机出口直径的范围内具有较高的增推效果.

双层集装箱列车过隧道空气压差阻力实验研究

熊小慧, 梁习锋

2006, 20(3): 18-22. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.004

摘要(86) PDF(2)

摘要:
双层集装箱列车通过隧道时,列车受到的空气阻力会显著增大.为了给列车牵引计算提供依据,在遂渝线上对双层集装箱列车过隧道时空气压差阻力进行了实车测量.测试结果表明:双层集装箱车辆进入隧道口时,空气压差阻力急剧上升,之后又迅速回落;测试车处于列车前部、机后第三节车时,平均空气压差阻力比明线空气阻力大80%~95%.

细长旋成体大迎角绕流非定常特性的实验研究

刘沛清, 常春雷, 马宇

2006, 20(3): 23-28. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.005

摘要(65) PDF(4)

摘要:
在亚临界流动范围内,通过细长旋成体在无侧滑状态下的脉动压力测量,对大迎角细长旋成体多涡区域的轴向以及周向的压力脉动特性进行了研究,分析了旋成体周向压力脉动幅度及主频与背涡之间的对应关系,发现在多涡区存在一种完全不同于卡门涡脱落时的非定常现象,得到压力脉动主频的斯特劳哈数沿旋成体轴向有逐渐增大的趋势.

边条翼布局双垂尾抖振表面脉动压力风洞实验研究

李劲杰, 杨青, 杨永年, 牟让科, 齐丕骞, 张积亭

2006, 20(3): 29-32,38. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.006

摘要(56) PDF(5)

摘要:
对边条翼布局双垂尾发生抖振时的表面脉动压力进行了风洞实验研究.实验在西北工业大学NF-3风洞进行.实验迎角范围:10°~40°,风速:50m/s.实验测量了垂尾内外侧表面各9处的脉动压力,并将脉动压力沿表面积分近似得到垂尾的根部弯矩响应.实验同时测量了垂尾根部应变、翼尖前缘及后缘的加速度响应.实验结果表明,通过不同测量方法得出的垂尾抖振响应规律一致,得到的垂尾抖振起始迎角相同,这表明垂尾的抖振响应是由边条涡破裂流作用在垂尾表面的脉动载荷引起的;随迎角增大,边条涡破裂流的能量不断增加,且越来越集中于低频范围,但当迎角过大时,边条涡的破裂点远离垂尾,破裂涡的能量耗散很大,从而作用在垂尾表面的脉动载荷减弱.

低速风洞尾撑支杆干扰研究

章荣平, 王勋年, 李真旭, 任智勇

2006, 20(3): 33-38. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.007

摘要(134) PDF(5)

摘要:
对气动中心FL-12风洞尾撑尾支杆干扰进行试验研究和数值计算研究.风洞试验采用张线支撑模型,测量了模型有无20°、75°预弯支杆的气动载荷,获得了全机气动特性和支架干扰量.计算状态包括:无支杆状态下全机气动载荷,20°、75°预弯支杆的干扰量,直尾杆的干扰量,直背支杆的干扰量,通过背支撑方式获得的尾支杆的干扰量.主要研究了预弯支杆的干扰特性、不同支杆的干扰量比较及尾撑支架干扰试验修正方法.

鸭翼展向吹气涡控技术增升特性研究

刘沛清, 温瑞英, 张国伟

2006, 20(3): 39-44. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.008

摘要(103) PDF(3)

摘要:
利用低速风洞测力实验,对一个机翼前缘后掠角为40°的近距耦合鸭式布局简化模型,系统研究了不同鸭翼前缘后掠角和鸭翼展向吹气量对该布局增升量值的影响,给出了不同迎角下升力系数和增升量值随鸭翼前缘后掠角和鸭翼展向吹气动量系数的变化曲线.结果表明:在一定迎角范围内(16°~50°),对于不吹气情况,鸭翼前缘后掠角越大,布局的增升量越大,说明鸭翼作为涡控制部件是合适的;当对鸭翼进行展向吹气时,吹气动量系数越大,布局的增升量也越大,说明利用鸭翼展向吹气技术达到间接控制机翼涡,延迟机翼涡的破裂,增加机翼的升力是完全可行的.

湍流度对飞行器模型大迎角气动特性影响的初步研究

李峰, 白存儒, 周伟, 张崇忠, 安龙

2006, 20(3): 45-47,52. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.009

摘要(85) PDF(2)

摘要:
本文简要地阐述了在西北工业大学低(变)湍流度风洞中进行的湍流度对某战斗机简化模型在大迎角时气动特性影响的实验研究以及对实验结果的分析.实验的湍流度为:0.02%,0.10%和0.15%.实验结果表明,湍流度对大迎角时气动特性的影响是不可忽视的,并且表现出十分复杂的特性.对于不同的迎角,湍流度对实验结果有明显不同的影响.当迎角小于20°时,湍流度对试验结果的影响不大.但当迎角大于20°时,湍流度的影响是显著的.

融化过程自然对流影响作用的实验研究

杜雁霞, 程宝义, 贾代勇, 袁艳平

2006, 20(3): 48-52. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.010

摘要(109) PDF(2)

摘要:
采用实验的方法对相变材料融化过程中自然对流的影响进行了研究,获得了自然对流作用下的融化速率与平均Nusselt数的准则关系式.结果表明,与纯导热模型相比,自然对流作用加速了融化的进行,建立导热-对流耦合传热模型对于准确预测融化过程具有一定的必要性.

矩形渡槽槽体结构绕流流场数值模拟研究

黄林, 廖海黎

2006, 20(3): 53-58. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.011

摘要(101) PDF(2)

摘要:
基于二维非定常不可压缩雷诺平均N-S方程,采用RNG(renormalization group)k-ε两方程湍流模型,对矩形渡槽在空槽和满槽情况下的二维绕流特性进行了分析.计算网格为四边形结构网格,采用有限体积法对微分方程进行离散,应用SIMPLE算法解决压强-速度耦合关系.引入空腔流动研究成果对空槽和满槽风载体形系数基本相同的原因进行了理论分析,揭示了空槽时槽体内复杂的旋涡流动结构.

实验技术

基于柱状粗糙元的边界层人工转捩试验研究

黄勇, 钱丰学, 于昆龙, 何彬华, 畅利侠, 林学东

2006, 20(3): 59-62. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.012

摘要(148) PDF(7)

摘要:
为提高风洞试验模型边界层转捩模拟的准确性、可靠性和可操作性,逐步取代沿用多年的基于金刚砂粗糙带的转捩模拟方法,本文针对GBM-04A战斗机标模,确定了柱式转捩带的技术参数、制作方法和粗糙元配方,采用全模型测力和表面升华法对边界层转捩效果进行了试验研究.结果表明,对GBM-04A标模而言,粗糙元的最佳高度为h=0.09~0.11mm,在此范围选择粗糙元高度,不仅可以在模型上得到满意的人工转捩效果,而且不产生附加阻力;柱式转捩带具有传统金刚砂粗糙带不可比拟的显著优点,适合在高速风洞试验中推广应用.

风洞模拟建筑物对大气污染物扩散影响的若干问题讨论

汪新, McNamara K F

2006, 20(3): 63-70. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.013

摘要(92) PDF(2)

摘要:
通过相似性分析,得到了大气污染建筑物影响风洞试验应满足的基本相似条件.由一个实例研究了利用常规风洞模拟装置和测试仪器进行大气污染建筑物影响风洞试验在技术上的可行性.结果显示:由于模拟装置和仪器条件的限制,在大多数风洞试验中存在大气边界层不完全模拟和仪器响应过慢等问题,但通过合理模拟来流的主要湍流特征和改进采样方法,可以在风洞中较真实地模拟建筑物对大气扩散的影响.

用柔性微型传感器阵列测量边界层分离点的实验研究

刘奎, 苑伟政, 马炳和, 邓进军, 姜澄宇

2006, 20(3): 71-76. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.014

摘要(150) PDF(6)

摘要:
结合边界层分离点附近的剪应力变化规律,提出了在飞行器外表面贴附微型传感器阵列的分离点检测方法,并给出了相应微型剪应力传感器阵列的设计方案.同时提出了基于三极管恒流源电流镜驱动电源设计和滤波衰减电路设计方案,并在NAGA0012标准翼型上实现了边界层分离检测系统集成,最后,在低速风洞实验中对传感器阵列的性能和传感器阵列输出信号的处理判断方式进行验证,对实验结果的分析表明本研究制造的微型热敏传感器阵列能够实现对流体边界层分离位置的在线测量.

螺旋桨动力模拟试验直接影响校准与扣除

欧阳绍修, 张晖, 张锡金, 赵晓霞

2006, 20(3): 77-80. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.015

摘要(102) PDF(3)

摘要:
螺旋桨动力试验的目的在于获得螺旋桨滑流影响(间接影响).由于滑流影响量与直接影响量直接相关,因此在试验前应对直接影响量进行校准,在试验过程中应扣除直接影响.结合某带动力试验任务,对CARDC的4m×3m风洞带动力试验技术进行了改进,完善了单体试验(即校准试验)方法及全机试验时螺旋桨直接影响扣除方法,使试验结果更趋合理.

水平管内气液两相泡状流壁面切应力的实验测量

苏玉亮, 张鸣远, 杨建, 侯洪宁, 朱宪然

2006, 20(3): 81-84. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.016

摘要(96) PDF(3)

摘要:
利用TSI-1268W热膜探针测量了内径为35mm的水平管内气液两相泡状流的壁面切应力,得到了充分发展段上壁面切应力沿周向的分布数据.测量结果表明,液相中加入气泡后,在管道下部的壁面切应力增大,在含气率较高的管道上部出现了壁面切应力减小的现象.随着气相流速的增加,管道上部的壁面切应力有较小幅度的降低,管道中下部的壁面切应力有较大幅度的增加.

欠膨胀自由射流密度场的丙酮平面激光诱导荧光显示与测量

耿辉, 翟振辰, 周松柏, 陈军, 刘君, 周进

2006, 20(3): 85-90. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.017

摘要(121) PDF(7)

摘要:
介绍了利用丙酮平面激光诱导荧光(PLIF)技术测量自由射流密度场的原理,并对两种射流总压下含有丙酮蒸气示踪剂的欠膨胀自由射流的密度场结构进行了显示.所得图像直观地显示了射流的桶状激波和马赫盘等特征信息,从中可以看出射流欠膨胀度主要影响马赫盘以前的流场,射流欠膨胀度越高,则射流直径越大,马赫盘越远离喷口,桶状激波越向外凸出.为检验丙酮PLIF技术测量密度场的精度,对实验流场进行了数值仿真.仿真所得到的密度场结构以及沿射流轴线的归一化密度变化曲线与实验得到的相应结果符合较好.

热膜探头在风沙迁移研究中的应用

刘江, 王元, 王大伟, 鲁庆华

2006, 20(3): 91-96. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2006.03.018

摘要(107) PDF(3)

摘要:
针对目前风沙动力学研究中风速高频测量的需要,将55R49热膜探头应用于风沙两相流测量.通过风洞实验,分析该探头测速性能和频响特性,以及风沙流环境测速的可行性.结果表明:在20m/s风速范围内,55R49具有良好的测速性能,测量风速脉动频率在30Hz以内是可信赖的;在沙粒质量浓度1.8625 × 10-5g/cm2以内,可安全可靠地用于风沙流测速和频率分析.在塔克拉玛干沙漠进行野外观测,使用该探头在阵风条件下进行风沙两相流测量.实测结果符合风沙环境大气边界层速度和频率分布规律,证实了55R49是一种性能优良的风沙流高频测速仪器.