实验流体力学

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2012, 26(4).

摘要(36) PDF(2)

摘要:

冮强, 王辽, 郭金鑫, 马雪松, 刘建文

2012, 26(4): 1-5. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.001

摘要(147) PDF(8)

摘要:
燃烧效率能够部分反映出燃烧室性能的优劣,是超燃冲压发动机性能评价的重要指标之一.基于总温测量的超燃冲压发动机燃烧效率获取方法不需要测量或计算燃气组分、摩擦力、支板阻力等,避免了上述过程带来的误差,可有效提高测量精度.利用新型半屏式总温传感器,成功测量了M6、当量比1状态下超燃冲压发动机燃烧室的出口总温,获得了基于温升比定义的发动机燃烧效率.

风力机翼型动态测压试验技术研究

惠增宏, 王龙, 徐倩

2012, 26(4): 6-10,26. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.002

摘要(128) PDF(8)

摘要:
结合国家高技术研究发展计划课题“风力机先进翼型族的设计与试验研究”,针对动态试验设备研制、数据采集和处理方法,在西北工业大学1.6m×3.0m低速翼型风洞(NF-3风洞)开展了风力机翼型动态测压试验技术的研究.采用S809风力机翼型模型,在雷诺数0.75×106和1.4×106、迎角-2°~+18°条件下,通过改变模型3个平均迎角、3个振荡频率和2个振幅角等状态,进行了动态测压试验,并与静态测压及国外试验结果进行了对比.结果表明:NF-3风洞研制的试验设备,采用的数据采集和处理方法能够应用于风力机翼型的动态测压试验,并可推广应用于其他的翼型动态测压试验研究.

微型燃气轮机喷嘴射流和雾化特性研究

崔运静, 林其钊, 仇性启

2012, 26(4): 11-17. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.003

摘要(93) PDF(10)

摘要:
为在微型燃气轮机内营造低氧贫燃氛围以实现液体燃料的节能减排,利用可适性多普勒激光测速仪APV/LDV对改造喷嘴附近截面进行了测量和分析,用以考查近喷嘴处的气液混合夹带情况以及雾滴尺寸及分布.结果发现:增加外部涡旋气流后,喷孔附近雾滴的动量增大,雾锥内出现一小回流区,对应湍流度较大区域附近;燃烧时较大切向动量及湍流度利于空气与周围高温烟气迅速混合形成低氧环境,并和雾滴掺混进行热量和动量的传递;喷孔出口雾化角增大,使得雾滴更加分散,利于雾化、气液混合和传热传质;所有实验工况雾滴平均直径低于50μm,且为偏高斯分布.该研究为液体燃料喷嘴的设计提供了参考,可作为微型燃气轮机燃烧室热态反应物流场的参考依据.

飞机舱门类部件气动载荷风洞试验研究

王明, 但聃, 陈丽

2012, 26(4): 18-21. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.004

摘要(87) PDF(5)

摘要:
总结了飞机舱门类部件气动载荷的多种预测方法,并对舱门类部件载荷试验技术进行了讨论.在工程实践中,发现使用部件测力风洞试验和表面测压试验两种方法给出的舱门类部件关闭状态气动载荷相差较大.经试验验证,缝隙效应导致关闭状态下舱门类部件测力方法存在较大的误差,难以准确预计气动载荷.建议采用表面测压的方法给出关闭状态下舱门类部件的气动载荷.

飞虫粘附翼型对翼型气动特性影响的实验研究

肖春生, 焦予秦, 高永卫

2012, 26(4): 22-26. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.005

摘要(135) PDF(4)

摘要:
在西北工业大学NF-3低速风洞进行了飞虫粘附翼型对翼型气动性能影响的风洞实验研究.结果表明:模型表面粘附的飞虫数量累计到一定程度时,将会导致翼型表面50%区域以上的面积发生分离,引起翼型失速,并且实验前模型表面的飞虫数量会改变翼型的失速迎角,因此实验前必须将模型擦拭干净.鉴于飞虫粘着数量的不确定性,对于翼型在复杂环境下使用时其气动性能的变化需要加以关注.

基于风洞试验的大跨度悬索桥涡振性能研究及评价

孙延国, 廖海黎, 李明水

2012, 26(4): 27-32. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.006

摘要(123) PDF(3)

摘要:
目前研究大跨度桥梁涡振性能的主要手段是节段模型风洞试验,而如何利用试验结果对桥梁进行全面细致的评价也需予以关注.以某大跨度悬索桥为工程背景,在阻塞度较小的XNJD-3大型风洞中进行1∶20大比例尺节段模型涡激振动试验,分析了阻尼、风迎角等因素对涡振响应的影响.最后考虑高阶振型的影响,将振幅换算到高阶模态,引入《公路桥梁抗风设计规范》以及英国BS5400规范对桥梁的涡激振动性能进行评价,为今后利用节段模型试验结果来评价实桥的涡振性能提供了借鉴.

高速自然超空泡射弹阻力特性试验研究

张木, 谭俊杰, 易文俊, 陈志华

2012, 26(4): 33-37. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.007

摘要(112) PDF(4)

摘要:
为了研究水下高速自然超空泡射弹的阻力特性,针对带有圆盘空化器的多锥体射弹模型,设计了多种结构参数的射弹模型,进行了高速射弹从空气射入水中形成超空泡的试验.通过对试验数据的分析和处理,得到了不同空化数,不同空化器直径以及不同射弹长细比对射弹阻力系数的影响.试验结果表明:在空化器直径和射弹长细比不变的情况下,随着空化数的增加,射弹阻力系数变化很小;在空化数和射弹长细比不变的情况下,随着空化器直径的增加,射弹阻力系数增大;在空化数和空化器直径不变的情况下,随着射弹长细比的增加,射弹阻力系数减小.试验结果为进一步研究高速超空泡射弹的水动力特性和水下弹道特性提供了参考.

柔性翼微型飞行器垂直阵风响应特性的实验研究

魏德宸, 史志伟, 彭仁明

2012, 26(4): 38-42. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.008

摘要(69) PDF(6)

摘要:
微型飞行器因其体积小、重量轻、使用灵活、成本低,广泛应用于军民领域的侦查、通讯、搜救等领域.在制约微型飞行器发展的诸多因素中,阵风对微型飞行器的稳定、安全飞行影响很大.在南京航空航天大学非定常风洞内,研制了一套垂直阵风装置,进行了垂直阵风的流场测试.设计制作了一种柔性翼徽7型飞行器,并制作了刚性翼与其对比,在国内首次进行了微型飞行器垂直阵风实验.结果表明:柔性翼能够提高微型飞行器的失速迎角,且具有更好的纵向稳定性,有一定的垂直阵风缓和能力,有利于安全、稳定飞行.

气液两相分层流剪切应力的不确定度分析

刘夷平, 王汝金, 陈超, 王经

2012, 26(4): 43-47. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.009

摘要(105) PDF(8)

摘要:
基于水平气液两相分层流的压力梯度、波状液层和气壁剪切应力实验数据,对两流体剪切应力进行不确定度计算,分析各不确定度分量对液壁和气液界面剪切应力结果的影响.由剪切应力可以直接计算分层流动量平衡方程的本构参数,对本构参数的关联作了合理的解释.气液界面剪切应力受液层高度和压力梯度的准确性影响较大,而液壁剪切应力却相反,和气液界面剪切应力最大程度相关.通过和实验数据对比发现,液壁摩擦因子无法像气壁摩擦因子那样可以用单相管流的指数型关系式来描述,而是应该结合气液界面摩擦因子建立一个基于两相各流体特征参数的有效关联式.

环形液池浮力-热毛细对流表面振荡现象的临界温差

张丽, 段俐, 康琦

2012, 26(4): 48-53. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.010

摘要(85) PDF(2)

摘要:
对于上部开口的环形液池,加载径向温度梯度将使气液接触面上表面张力分布不均匀,耦合于地面的重力作用,将会驱动薄层流体形成浮力-热毛细对流.当径向温度差△T达到某一临界值△Tc时,一定厚度的液层表面就会出现具有一定规律的振荡现象.实验采用高精度激光位移传感系统,测量了液池表面某点位移随液层厚度h和径向温差△T的变化曲线,讨论了浮力-热毛细对流表面振荡的临界温差及两种驱动力的耦合问题,进行了表面畸变参数的无量纲分析,考虑了起始环境温度对临界温差的影响,推导了振荡相对较强时液层的厚度范围.

相变材料热控系统内部接触热阻的辨识方法研究

石友安, 桂业伟, 杜雁霞, 曾磊, 钱炜祺

2012, 26(4): 54-58. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.011

摘要(105) PDF(4)

摘要:
在相变材料热控系统的吸热融化过程中,由于材料与容器壁面之间的空穴效应形成的接触热阻,将对熔化传热形成阻尼效应.采用反演热传导反问题的方法,将参数辨识中的灵敏度法和共轭梯度法应用到实验,建立了一种可用于材料熔化过程界面稳态和瞬态接触热阻的辨识方法.模拟辨识与初步应用表明:辨识方法计算精度高、稳定性好,为精细化分析相变材料热控系统中的熔化吸热过程奠定基础.

意外点火时燃气排导系统流场仿真分析

赵贤超

2012, 26(4): 59-62,78. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.012

摘要(89) PDF(4)

摘要:
根据舰载垂直发射系统的结构特点,对其物理模型进行了简化,并通过采用Fluent软件求解三维、雷诺平均N-S方程的方法,利用κ-ε二方程模型,对导弹意外点火情况下垂直发射装置燃气排导系统内的压强分布特性进行了模拟分析,尤其是对当排气盖部分被冲破瞬间以及排气盖盖体被冲破1块、2块和3块这几种情况下的排导系统内部的压强分布特性进行了模拟计算.通过数值模拟,得到了在导弹意外点火情况下,燃气排导系统内部不同位置的压强分布规律,并给出了一些特性曲线,对垂直发射装置的机械强度设计有很大的参考价值.

高速铁路挡风墙防风沙效果研究

周丹, 袁先旭, 杨明智, 许良中, 黄莎, 张雷

2012, 26(4): 63-67. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.013

摘要(131) PDF(2)

摘要:
正在建设的兰新第二双线是世界首条穿越大风区的高速铁路.线路穿越风区最大瞬时风速达64m/s,并伴随大量沙砾,严重威胁列车运行安全.如何在大风条件下防止列车倾覆、保护受电弓和接触网安全,避免沙砾侵道、击碎车窗玻璃成为兰新第二双线亟须解决的重要问题.本文通过数值计算、风洞试验和现场试验等方法,开展了挡风墙对列车的防风沙效果研究,研究结果表明:距轨面高2.5m以上的挡风墙对列车有较好的倾覆防护效果,防沙效果也较好,但对受电弓和接触网的接触安全防护效果较差,需要另外采取措施,确保受电弓和接触网的接触安全.

2m×2m超声速风洞全挠性壁喷管气动设计及动态调试结果分析

周廷波, 刘卫红, 张国彪, 廖达雄, 张世洪

2012, 26(4): 68-72. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.014

摘要(179) PDF(16)

摘要:
中国空气动力研究与发展中心自行设计的2m×2m超声速风洞于2010年底建成,它是一座直流、暂冲式风洞,采用了全挠性壁喷管技术.喷管总长18m,具有马赫数1.5~4.0的十多个型面,每个型面通过24对撑杆的伸缩实施成型.该喷管的气动设计采用了具有连续曲率的Sivells设计方法,并用Maxwell方法对其进行了边界层修正.该喷管采用实验影响法进行了喷管型面的动态调试,个别型面还采用了二次修正.调试结果显示,在各设计马赫数下,试验段模型区流场指标均优于GJB先进指标,表明该喷管的气动设计是成功的.

多功能风洞及CFD优化设计

陈作钢, 李金成, 代燚, 马宁, 任泽斌

2012, 26(4): 73-78. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.015

摘要(109) PDF(9)

摘要:
上海交通大学在建的多功能低速风洞具有串列式的大小两个试验段.为提高边界层试验时的工作效率,将在大试验段的转盘前部设置自动升降粗糙元装置.为模拟风浪流联合作用环境下船舶/海洋工程结构物的流体动力响应,由旁路风道将风引至循环水槽测试部的上方,并且该测试部的风速可以随时间周期变化.为提高大试验段的流场指标,在与试验结果对比的基础上,CFD方法模拟了风洞的内部流场,基于DOE结果生成了Kriging模型,采用多岛遗传算法得到最优解.研究结果表明优化设计的结果显著提高了流场的性能指标.

基于PSD的模型姿态角和振动测量技术原理性研究

杨建军, 张俊, 张龙, 王如琴

2012, 26(4): 79-82,100. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.016

摘要(102) PDF(3)

摘要:
为了适应风洞发展的需要,满足风洞测量技术精细化、多样化的要求,开展了基于位置敏感器件(PSD)技术的模型姿态角测量系统的原理性研究.对PSD探测头进行了详细设计,完成了姿态角测量试验平台和数据采集处理系统,并开展了初步的测量试验.通过原理性试验证明,测量系统的测量范围为-10°~10°,测量准确度为0.036°,测量精度为0.016°.还对系统应用于振动的测量进行了原理性的研究,获得了初步的研究数据.随着进一步的细化和精确度的进一步提高,基于PSD技术的模型姿态角测量系统在风洞模型的姿态和振动测量、姿态角测量机构的标定和检定、视频测量系统的相互验证等领域具有非常大的应用潜力.

横Ⅱ型梁在风洞应变天平阻力结构上的应用

史玉杰, 陈竹, 田正波

2012, 26(4): 83-86. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.017

摘要(140) PDF(6)

摘要:
主要通过对比传统T型梁和横Ⅱ型梁,对风洞应变天平的阻力测量梁进行了分析,根据分析结果提出了传统的横Ⅱ型阻力测量梁的改进方式,并通过有限元分析软件进行了优化分析,改进后的横Ⅱ型阻力测量梁降低了升力对阻力的干扰,并有利于提高天平阻力分量的稳定性.该测量梁结构应用到了某型飞机高速风洞试验测力天平上,天平静态校准结果与理论分析结果吻合,风洞试验时天平状态良好、性能稳定.

旋翼/机身组合模型试验台技术改进及验证

袁红刚, 杨永东, 章贵川, 黄明其

2012, 26(4): 87-90. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.018

摘要(76) PDF(4)

摘要:
中国空气动力研究与发展中心研制的旋翼/机身组合模型试验台,具有阻塞度小、功率大、支架干扰小等优点.近年来,试验台通过配套研制标模系统、改进测量系统及旋翼操纵系统标定方法等工作,使试验台的水平和能力得到了进一步的提升.验证试验表明:该试验台技术先进、性能指标优良,安全稳定性好,试验数据精准度高,可作为直升机型号研制和课题研究可靠的试验平台.

半柔壁喷管机构动力学仿真技术研究

聂旭涛, 赖欢, 张艳辉

2012, 26(4): 91-95. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.019

摘要(113) PDF(3)

摘要:
基于刚柔耦合动力学仿真软件ADAMS,设计了半柔壁喷管的机构动力学仿真流程.在此基础上,针对柔性壁板的大挠度变形以及螺钉联接接触等非线性问题,综合分段线性化、等效刚度等处理方法,建立了半柔壁喷管机构动力学仿真模型.经与NASTRAN软件非线性有限元计算以及柔壁力学试验等结果比较,表明该半柔壁喷管机构动力学仿真模型具有较高的合理性和正确性.最后,检查了柔壁型面与气动型面之间的吻合度,并且分析了推杆驱动位移对试验段静压的影响关系.

2m×2m超声速风洞测量系统与运行管理系统研制

李平, 芮伟, 秦建华, 唐亮, 周波

2012, 26(4): 96-100. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.020

摘要(102) PDF(8)

摘要:
2m×2m超声速风洞测量系统采用NI公司的嵌入式实时控制器及GE公司的反射内存技术构建实时网络,选用NI公司的数据采集卡实现数据采集,选用PSI 8400 DTC系统实现模型表面压力测量.运行管理系统包括运行操作系统软件和状态监控系统软件,主要完成风洞试验运行、操作、控制以及风洞试验状态监控.系统软件应用NI公司的LabVIEW 8.6.1图形化开发环境进行开发.介绍了系统研制内容、技术指标、研制方案、关键技术问题及其解决途径.该系统具有功能完善,技术指标先进,操作界面友好,使用维护方便的特点.

套筒式张线天平的研制

张平, 赵长辉, 刘博宇

2012, 26(4): 101-104. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2012.04.021

摘要(88) PDF(4)

摘要:
根据民机张线测力试验的特殊要求,研制了一台套筒结构形式的张线天平.详细介绍了该天平在研制中遇到的难点、关键技术的解决措施以及研制的结果.天平元件布置在φ58mm的外套筒上,内杆直径为φ44mm,外套筒和内杆通过楔块焊接在一起.法向力、俯仰力矩和滚转力矩为拉压变形,横向力和偏航力矩为“S”形变形,轴向力为弯曲变形,元件支撑部分受拉压变形且刚度较强.通过对天平进行有限元分析,在法向力和俯仰力矩作用下,得出的应变结果与实际输出基本吻合.风洞试验结果表明:天平设计合理,天平外套筒、内杆及张线支撑系统刚度好,天平各分量测量精度高.

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2012年第26卷第4期

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