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高超声速风洞流场中的气流旋转影响及消除

陈爱国 李绪国 毛春满 孙良宝 隆永胜 杨彦广

陈爱国, 李绪国, 毛春满, 等. 高超声速风洞流场中的气流旋转影响及消除[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 93-96. doi: 10.11729/syltlx20150146
引用本文: 陈爱国, 李绪国, 毛春满, 等. 高超声速风洞流场中的气流旋转影响及消除[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 93-96. doi: 10.11729/syltlx20150146
Chen Aiguo, Li Xuguo, Mao Chunman, et al. Investigation on the flow rotation effect and elimination in hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 93-96. doi: 10.11729/syltlx20150146
Citation: Chen Aiguo, Li Xuguo, Mao Chunman, et al. Investigation on the flow rotation effect and elimination in hypersonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 93-96. doi: 10.11729/syltlx20150146

高超声速风洞流场中的气流旋转影响及消除

doi: 10.11729/syltlx20150146
基金项目: 

国家自然科学基金 11325212

国家重点基础研究发展计划 2014CB744100

详细信息
    通讯作者:

    陈爱国(1973-),男,湖北仙桃人,研究员。研究方向;高超声速低密度风洞设计与试验技术研究。通信地址:四川省绵阳市中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所506室(621000)。E-mail:chenaiguo@cardc.cn

  • 中图分类号: V211.72

Investigation on the flow rotation effect and elimination in hypersonic wind tunnel

  • 摘要: 风洞实验需要高品质的来流,但部分高超声速风洞由于加热器特性可能导致流场中存在气流旋转,为了消除或减小旋转,提出了在风洞稳定段前加入反向旋转气流来抵消气流旋转的思路。为验证该思路及了解高超声速流场中旋转程度总体效应,设计了一种带翼模型和高精度滚转力矩天平。在Φ0.3m高超声速低密度风洞中进行了M6、总压约2×105Pa、氮气常温时(电弧加热器不通电)多种进气条件下的滚转力矩测量实验,结果表明流场中存在旋转,滚转力矩系数Cl最大为1.657×10-3,采用约2%总流量的反向气流可达到滚转力矩系数降低2个数量级的效果,为提高风洞流场品质提供了较为有效的解决措施。
  • 图  1  设备安装示意图

    Figure  1.  Schematic of installation of the facilities

    图  2  3路供气气路

    Figure  2.  Photo of three pipes for gas supply device

    图  3  进气环剖面示意图

    Figure  3.  Section view of gas inlet ring

    图  4  滚转力矩测量模型外形图(单位:mm)

    Figure  4.  Model of roll moment measurement

    图  5  测力天平结构示意图

    Figure  5.  Sketch of balance

    图  6  模型滚转力矩系数随反向进气流量Q2的变化

    Figure  6.  Roll moment coeffecient variation under different reverse flow-flux Q2

    表  1  天平静校载荷及精度

    Table  1.   The calibrated load and prcision of the balance

    单元最大静校载荷/g或g·mm静校重复性精度/‰单元灵敏度/mV/(V·g)或mV/(V·g·mm)
    滚转力矩500013.4×10-4
    法向力30091.19×10-4
    侧向力30061.46×10-4
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    表  2  实验状态及结果

    Table  2.   Experimental states and measured results

    状态总压/MPa总流量/(kg·s-1)Q1/(kg·s-1)Q2/(kg·s-1)Q3/(kg·s-1)Mx/(g·mm)原始的Cl修正后的Cl
    10.202-----47.68-0.0007130
    20.1970.39310.241500.151653.7380.0009440.001657
    30.1960.39290.24120.00580.145924.940.0004450.001158
    40.1980.39470.24350.00680.1444-16.6-0.0002830.00043
    50.2010.39870.24410.00860.146-42.96-0.000731-0.000018
    60.20.39710.24150.01120.1444-97.89-0.001655-0.000942
    70.2040.40610.24510.09820.0628-691.09-0.010331-0.009618
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-12-01
  • 修回日期:  2016-03-02
  • 刊出日期:  2016-08-25

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    2021年8月13日