实验流体力学

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2011, 25(2).

摘要(31) PDF(1)

摘要:

于昆龙, 金玲, 胡汉东, 祝明红

2011, 25(2): 1-4,12. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.001

摘要(65) PDF(2)

摘要:
就机头微扰动、表面粗糙度、机头顶点形状等因素对战斗机大迎角航向气动特性的影响进行了试验研究.结果表明:大迎角下飞机的航向气动特性对机头表面粗糙度和顶点形状较敏感,不同表面粗糙度和不同机头顶点形状使飞机大迎角下的侧向力和偏航力矩有较大差异,圆头机头对消除和控制飞机在大迎角下的侧向力和偏航力矩效果明显;机头颗粒和顶点细微不对称对大迎角下飞机的航向气动特性微扰动作用明显,使大迎角偏航力矩方向和极值基本确定.

剪切气流驱动液滴运动的受力分析

范健, 胡春波, 张育林, 何国强

2011, 25(2): 5-12. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.002

摘要(178) PDF(18)

摘要:
实验研究了剪切流驱动的液滴在固体表面上起始运动的受力机理.工作中使用一系列液体和固体表面来获得不同的液滴接触角,并在小型风洞中进行实验.实验中对液滴的启动气流速度进行了测量,并综合各种起始时刻的参数信息,建立了一个关于液滴接触线表面张力和剪切气流拖拽力平衡的数学模型,揭示了液滴脱落时刻的受力情况.所建立的模型更适合液滴1变形情况,但对于其它类似情况的剪切气流驱动液滴运动也能够进行合理的描述.

飞行器静操纵性评估方法研究

程艳青, 王文正, 钱炜祺, 何开锋

2011, 25(2): 13-16,40. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.003

摘要(80) PDF(3)

摘要:
建立了一种基于优化思想的配平舵偏求解方法,在此基础上对飞行器静操纵性进行了评估.具体采用三通道线性叠加模型,结合多维线性插值和牛顿-拉夫森算法,对大量的飞行器风洞试验数据进行处理,快速准确地求解出各个状态下的配平舵偏.与传统求解方法相比,该方法求解精度不受搜索间隔限制,求解时间大大缩短.通过对求解结果进行分析,评估飞行器的静操纵性,提高了静操纵性的评估效率和准确性.

进气系统对无阀脉冲爆震发动机性能影响试验研究

王治武, 严传俊, 郑龙席, 范玮

2011, 25(2): 17-21. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.004

摘要(107) PDF(7)

摘要:
模拟亚声速自由来流,以汽油和空气为推进剂,对吸气式PDE模型机进行了地面多循环爆震试验,研究了6种进气系统下PDE模型机的多循环爆震性能和推进性能.试验结果显示,不论采用何种进气系统,均能以低于50mJ的点火能量实现模型机的多循环单级起爆,且PDE平均推力均随着工作频率的增加而增加;来流喷口和进气道进口面积较小时增加速率较快.随着环缝堵塞比的增加,PDE的平均推力有所降低.

绕平头回转体非定常空化流体动力特性研究

黄彪, 王国玉, 权晓波, 张敏弟

2011, 25(2): 22-28. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.005

摘要(102) PDF(6)

摘要:
采用高速全流场显示技术和动态应变式测力系统实验研究了绕平头回转体的非定常空化流动及其动力特性.实验在闭式水洞中进行,采用高速摄影的方法观察了在不同空化数下绕平头回转体的空穴形态,应用自编软件对图像进行处理获得了空穴尺度随时间的变化,测量了所受到阻力,并对空穴尺度和阻力信号的时域与频域进行了分析,得到了平头回转体阻力在非定常空化阶段的时频特征.结果表明:在各个空化阶段,空穴尺度及其对应的动力特征均呈现明显的非定常特性.在空化数较大时(σ=1.05~1.20),仅在回转体头部后端区域存在不稳定的空泡脉动区域,此时,由阻力系数得到的时频信号呈无规则的波动;当空化数降至0.75以下时,出现了大尺度空穴断裂与空泡团脱落现象,捕捉到了绕平头回转体空泡的非定常周期性脱落过程和典型特征频率.绕回转体阻力系数曲线随着空化数的减小波动幅度不断加大,并且空穴尺度和平头回转体所受阻力主频随之发生改变,特征频率逐渐显现,并且形态特征频率与动力特征频率存在高度的相关性.

超声速冷态流场液体射流雾化实验研究

陈亮, 乐嘉陵, 宋文艳, 杨顺华, 曹娜

2011, 25(2): 29-34,40. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.006

摘要(82) PDF(6)

摘要:
采用全息诊断和高速纹影,对不同来流总压、来流马赫数、喷孔直径和喷射压力等条件下超声速冷态流场液体射流雾化进行了研究.初步了解了超声速流场中液体射流的雾化过程和机理,得到了射流的Weber数和Oh数等雾化参数,比较了不同条件下射流穿透高度的差异,得到了液滴平均直径和数量密度的空间分布.研究表明:射流表面不稳定波的增长是超声速流场中射流破碎的主要原因;射流与气流的动量通量比和喷孔直径影响射流穿透高度,动量通量比和喷孔直径增加都会增加穿透高度;实验中液体射流的雾化过程非常迅速,在喷嘴下游20mm处,直径0.5mm的射流就破碎成平均直径10μm左右的液滴群,随着液滴向下游运动,平均直径逐渐减小,平均直径和数量密度分布逐渐均匀.

高升力下二维构型阻力准确测量研究

焦予秦, 支真莉

2011, 25(2): 35-40. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.007

摘要(89) PDF(5)

摘要:
翼型风洞试验阻力测量常使用尾迹流场测量积分求取阻力的方法,但各积分公式均建立在一定的假设基础上,有一定适用范围.在多段翼型流场N-S方程数值模拟和风洞试验的基础上,研究高升力情况下低速风洞阻力精确测量技术.通过N-S方程数值模拟求解多段翼型绕流场,分析尾迹流场的特点和常规风洞试验阻力计算公式推导时所作假设,提出新的更为准确的型阻计算公式;利用多段翼型绕流的数值模拟结果,积分表面压力和摩擦力求得翼型的气动特性,并利用计算得到的尾迹流场信息按照常规和新提出的风洞试验型阻计算公式计算阻力,将三者进行比较,检验提出的新型阻计算公式的准确性;通过风洞试验检验数值模拟得到的流场特点和新型阻计算公式.研究表明:在高升力条件下,传统型阻计算公式有很大的局限性,必须进行改进;提出的考虑尾迹区流动特点的新型阻计算公式能够得到更准确的阻力值.

中热值合成气扩散燃烧速度特性的实验研究

郭培卿, 臧述升, 葛冰

2011, 25(2): 41-44. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.008

摘要(131) PDF(2)

摘要:
针对CH4和中热值合成气的旋流燃烧室进行了PIV测量,获得了不同燃料燃烧对火焰流场变化的影响.实验结果表明:在相同入口条件下,合成气燃烧时的火焰张角略大,回流区宽度和回流强度均高于CH4火焰,燃气流量较低时,合成气火焰的湍流强度更大,燃气流量增大后,CH4的燃烧脉动速度逐渐增大并超过合成气.

温度梯度环境中潜艇尾流热特征的试验研究

张修峰, 杨立, 吴猛猛, 杜永成

2011, 25(2): 45-48,53. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.009

摘要(98) PDF(3)

摘要:
改进了用于实验室热尾流测量的温度测量系统,提高了系统的集成度和抗干扰能力.在水槽中实验研究了螺旋桨推进潜艇模型在有、无温度分层流体中尾流的热特征,得到两种条件下尾流的温度分布和信号衰减规律,分析了两种尾流信号的形成机理及其影响因素,表明在温度分层环境中"冷尾流"信号对探测和识别水下航行的潜艇更为有利,所得结果可为红外反潜和潜艇红外隐身提供更加切合实际的理论支撑.

新概念轮翼气动特性实验研究

郝江南, 蔡晋生, 刘郑州

2011, 25(2): 49-53. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.010

摘要(113) PDF(4)

摘要:
研究一种关于小型飞行器的新型升力和推力系统--轮翼的气动特性.通过自行设计并搭建的基于虚拟仪器的实验平台,进行地面试验,试验主要研究了轮翼转速对系统气动特性的影响.结果表明:随着轮翼转速的增加,系统提供的升力及推力增大.由于轮翼系统消耗的能量绝大部分用来产生升力及推力,因此轮翼系统具有较高的工作效率,为进一步研制小型无人直升机探索新型动力模式.

大迎角下翼型振动的气动性能研究

解亚军, 叶正寅

2011, 25(2): 54-57,62. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.011

摘要(86) PDF(2)

摘要:
众所周知,风洞试验中的飞机模型,尤其是带有大展弦比机翼的模型有时会出现翼梢振动现象,振动模式主要表现为翼梢沉浮和俯仰形式,以致影响实验结果的精度和可靠性.选取相对厚度较小的NACA0008翼型,在求解非定常Navier-Stokes方程的基础上,采用改进的无限插值理论和绕翼型的C型网格,模拟风洞实验中模型振动条件下的流场,研究振动模式及其不同耦合对流场、尤其是大迎角流场的影响,并考虑了模型弹性轴不同位置对结果的影响.研究结果表明:在临近传统定常失速迎角的大迎角条件下,翼型的振动可以引起翼型大尺度的分离,导致翼型失速的提前发生;振动在不同的相位滞后条件下,对翼型流场的分离程度不尽相同.

采用尾部隔板降低类客车体阻力的研究

王勋年, 李士伟, 陈立

2011, 25(2): 58-62. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.012

摘要(90) PDF(3)

摘要:
针对类客车体(Ahmed Model)1:1.5模型,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究方法,研究了在模型尾部安装多种构型的隔板对气动阻力特性的影响规律.通过分析各种构型隔板对尾流结构和尾部压力分布的影响,初步分析了尾部隔板的减阻机理.研究结果表明:①隔板须根据尾涡结构设计其参数和构型布置.才能达到较理想的减阻效果;②隔板以适当的参数及构型布置时,可以控制尾涡、提高尾部压力、减小压差阻力;③针对该文模型,当隔板宽度为60mm,距尾部后缘10mm,并以3横3纵构型布置时,模型阻力系数降低达15.58%.

基于有限元法的风洞结构故障诊断

陈万华, 王元兴, 王超琪, 吴军强

2011, 25(2): 63-67. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.013

摘要(98) PDF(3)

摘要:
针对2.4m风洞第一扩散段在运行过程中出现的裂纹现象,应用振动测试技术和有限元分析方法,进行了不同工况条件下振动测量和脉动压力测量,获得了结构在气流脉动压力作用下的主要振动频率范围.通过与有限元分析结果验证对比,诊断出了第一扩散段产生裂纹的原因在于内壳体裂纹板与气流长期耦合振动,结构疲劳从而导致出现裂纹.最后在此基础上提出了合理的整改方案,对结构进行了动力学修改.结果表明:结合振动测试,基于有限元法对风洞结构进行故障诊断是一种行之有效的方法.

槽道壁湍流的展向振荡电磁力减阻控制的PIV研究

陈耀慧, 范宝春, 梅栋杰

2011, 25(2): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.014

摘要(65) PDF(4)

摘要:
壁湍流主要表现为条带和流向涡为主要特征的拟序结构和间歇性的湍流猝发事件,这些都会导致壁面阻力的增加,因此,为了实现减阻.需控制或消除壁面附近的流向涡进而抑制湍流的猝发.在该研究中,利用展向振荡电磁力对槽道湍流的近壁流向涡进行控制,以达到减阻的目的;并利用PIV测试系统对其进行了实验研究,讨论了这种电磁力的减阻效果及其减阻机理.结果表明:展向振荡电磁力具有减小壁面阻力的功能,其减阻机理为展向振荡的电磁力可以使条带倾斜,在流场中产生附加的负展向涡,导致近壁区域平均流向速度梯度的减小,因此,壁面阻力减小.

基于ADAMS风洞柔壁喷管动力学仿真分析

聂旭涛, 郭隆德, 刘伯林

2011, 25(2): 73-76. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.015

摘要(73) PDF(5)

摘要:
基于刚柔耦合动力学理论,联合ADAMS和PATRAN/NASTRAN软件,对风洞柔壁喷管进行了动力学仿真,同时运用NASTRAN软件有限元分析了柔壁部件的非线性变形.比较两种计算结果发现,忽略柔壁变形的非线性,动力学仿真会存在较大误差.为此,采用分段线性化的方法,计入柔壁的非线性变形,改进柔壁喷管的动力学仿真模型.结果表明:改进后的动力学仿真准确度较高,可应用于柔壁喷管运动控制设计.最后,进一步分析了推杆驱动位移对柔壁结构强度的影响关系,为合理控制推杆驱动,确保柔壁无损伤提供必要的理论依据.

压敏漆图像数据处理技术

熊红亮, 向星居, 郎卫东

2011, 25(2): 77-82. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.016

摘要(96) PDF(6)

摘要:
针对压敏漆工程应用的迫切需求,开发了压敏漆图像数据处理软件.采用了两种图像配准方法,并对二者的配准效果进行了对比.介绍了两种图像数据三维还原方法,采用直接线性变换将二维图像坐标与模型空间坐标联系起来,得到了模型表面的真实压力分布数据.引用作者在超声速风洞中完成的三角翼模型压敏漆试验的部分结果,验证了图像数据处理程序的有效性.

运用激光全息术和PDPA测量喷射燃料粒子场

张龙, 张力虎, 曹娜, 关平, 曹亮, 徐青

2011, 25(2): 83-87. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.017

摘要(102) PDF(6)

摘要:
为了获得发动机燃料喷射雾化特性,运用PDPA和激光全息术对喷嘴的燃料雾化粒子场进行测量.简要介绍了两种测量方法的原理和应用条件,对两种方法的测量结果进行了对比,验证了激光全息术测量结果的精度.最后在风洞实验条件下进行了喷射燃料粒子场测量.

四分量片式铰链力矩天平技术及风洞实验应用研究

刘喜贺, 王天昊, 邱俊文, 李盛文, 冯昕华

2011, 25(2): 88-91. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.018

摘要(131) PDF(15)

摘要:
针对目前风洞铰链力矩实验中的一种三分量片式结构铰链力矩天平没有轴向力测量元件的不足,提出一种切实可行的四分量片式结构铰链力矩天平设计方案,进行了物理样机的研制,应用于某模型升降舵风洞铰链力矩实验中.实验结果与理论分析获得了良好的一致性,在舵面偏角为21°时,由忽略轴向力测量带来的舵面法向力系数相对误差百分比为14.7%,舵面弦向压心位置相对误差百分比为17.2%.

利用micro-PIV测量矩形微管道内流量

张永胜, 王金华

2011, 25(2): 92-95. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.019

摘要(87) PDF(4)

摘要:
利用微观粒子图像测速技术(micro-PIV)测量了矩形微管道内低雷诺数下速度矢量场,并以此为基础计算微管道内流体体积流量.微管道水力直径为83μm,横截面深宽比为0.155,长度为17mm.实验中获得雷诺数分别为47、127和215三工况下管道中心水平截面内速度分布.与理论速度剖面比较,管道中心的测量速度值吻合很好,偏差控制在±2%以内.利用中心速度值结合层流解析解计算微管道内平均流速和体积流量.经过误差分析得到该方法测量误差约为3.3%.实验结果表明,利用micro-PIV技术完全可以实现微通道流量的高精度测量.

沙粒蠕移运动速度测量及其统计分析

张洋, 王元, 王丽

2011, 25(2): 96-100. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2011.02.020

摘要(92) PDF(4)

摘要:
对大气边界层风洞中沙粒蠕移运动进行了高速光学测量并获取了数字图像序列.经过非负图像减法、自动阈值法及双向粒子追踪算法的依次运算,提取了足量的有效蠕移运动轨迹.从轨迹信息中获取了蠕移速度并进行统计分析,结果表明了以起动方式划分的两种蠕移运动的比重特性及其随摩阻风速的变化规律:流体起动蠕移代表整个蠕移运动的稳定变化部分,而碰撞起动蠕移代表动态变化部分;随着摩阻风速增大,前者比重减小,后者比重增大;在摩阻风速超过临界值之后,蠕移运动的主导形式从流体起动转化为碰撞起动.

留言板

2011年第25卷第2期

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2011年 第25卷 第2期

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