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跨声速风洞专用开孔壁试验段实验研究

刘琴 张国彪 张志峰 张诚

刘琴, 张国彪, 张志峰, 等. 跨声速风洞专用开孔壁试验段实验研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(5): 103-108. doi: 10.11729/syltlx20190073
引用本文: 刘琴, 张国彪, 张志峰, 等. 跨声速风洞专用开孔壁试验段实验研究[J]. 实验流体力学, 2020, 34(5): 103-108. doi: 10.11729/syltlx20190073
LIU Qin, ZHANG Guobiao, ZHANG Zhifeng, et al. Experimental research of special perforated wall test section for transonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(5): 103-108. doi: 10.11729/syltlx20190073
Citation: LIU Qin, ZHANG Guobiao, ZHANG Zhifeng, et al. Experimental research of special perforated wall test section for transonic wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2020, 34(5): 103-108. doi: 10.11729/syltlx20190073

跨声速风洞专用开孔壁试验段实验研究

doi: 10.11729/syltlx20190073
详细信息
    作者简介:

    刘琴(1976-), 女, 四川绵阳人, 高级工程师。研究方向:风洞气动设计及实验研究。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号12信箱01分箱(621000)。E-mail:30942667@qq.com

    通讯作者:

    刘琴, E-mail:30942667@qq.com

  • 中图分类号: V211.753

Experimental research of special perforated wall test section for transonic wind tunnel

  • 摘要: 为满足型号试验需求,2.4 m×2.4 m跨声速风洞需在不改变现有洞体结构和安装条件下新研制一个截面尺寸为3 m×1.92 m(宽×高)的专用开孔壁试验段。为了降低技术风险和投资风险,以0.24 m×0.20 m跨声速风洞(2.4 m×2.4 m跨声速风洞的引导风洞)为实验平台,采用变截面气动设计方案新设计、加工了一个专用开孔壁试验段实验件,并开展了预先性实验研究工作。通过实验研究验证了专用开孔壁试验段气动设计方案可行,且试验段模型区内流场达到设计指标要求。实验还考察了壁板扩开角、主流引射缝开度、开孔率分布等参数对流场均匀性的影响,研究结果表明:在扩开角0.3°、引射缝开度12 mm、加速区采用递增方式开孔时,专用开孔壁试验段的流场能够满足马赫数均方根偏差σM≤0.01(0.4≤Ma<1.0)、σM≤0.02(1.0≤Ma≤1.2、1.4)设计指标要求,并且在Ma≤1.0时,σM达到了国军标合格指标要求。研究工作为2.4 m×2.4 m跨声速风洞专用开孔壁试验段设计提供了技术支持,也为该风洞下一阶段调试和流场校测提供了可供参考的调试参数。
  • 图  1  0.24 m×0.20 m跨声速风洞

    Figure  1.  The 0.24 m×0.20 m transonic wind tunnel

    图  2  专用开孔壁试验段实验件轮廓图

    Figure  2.  Outline of the special perforated wall test section

    图  3  试验段开孔率分布

    Figure  3.  Porosity of entrance perforated wall test section

    图  4  不同引射缝开度时试验段马赫数均方根偏差对比曲线

    Figure  4.  Root-mean-square error of Mach number for different open heights of the mainstream eject slot

    图  5  不同扩开角时试验段马赫数均方根偏差对比曲线

    Figure  5.  Root-mean-square error of Mach number for different diffuser angles in the test section

    图  6  不同前过渡段形式时试验段马赫数均方根偏差对比曲线

    Figure  6.  Root-mean-square error of Mach number for different porosities in the transition section

    图  7  不同中段加速区形式时试验段马赫数均方根偏差对比曲线

    Figure  7.  Root-mean-square error of Mach number for different porosities in the entrance test section

    图  8  各马赫数下轴向马赫数的分布曲线

    Figure  8.  Axial Mach number distribution curves for different Mach numbers in the test section

    图  9  不同开车参数下试验段轴向马赫数对比曲线

    Figure  9.  Axial Mach number distribution curves for different operation parameters

    表  1  不同组合参数下实验状态

    Table  1.   Test conditions of different parameters

    α/(°) h/mm γ/(°) 前过渡段形式 中段加速区形式
    0 12 33.7 不开孔 全开孔
    0 18 23.2 不开孔 全开孔
    0.5 12 23.2 不开孔 全开孔
    0.5 12 23.2 左右壁开孔 全开孔
    0.5 12 23.2 上下壁开孔 全开孔
    0.5 12 23.2 四壁开孔 全开孔
    0.3 12 26.7 不开孔 全开孔
    0.3 12 26.7 不开孔 贴孔
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    表  2  各马赫数下实验结果

    Table  2.   Experimental results with different Mach numbers

    Ma Ma σM dMa/dx
    0.41 0.41 0.0022 0.0102
    0.49 0.49 0.0028 0.0120
    0.61 0.61 0.0037 0.0185
    0.70 0.70 0.0043 0.0209
    0.79 0.79 0.0034 0.0099
    0.89 0.89 0.0029 -0.0040
    0.94 0.94 0.0042 -0.0144
    0.99 1.00 0.0069 -0.0248
    1.05 1.05 0.0150 -0.0691
    1.10 1.10 0.0131 0.0484
    1.20 1.23 0.0200 -0.1430
    1.38 1.42 0.0176 0.0598
    下载: 导出CSV
  • [1] 丛成华, 刘琴, 张志峰, 等.专用跨声速风洞开孔壁试验段设计数值模拟[J].航空学报, 2012, 33(6):1014-1019. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201206006

    CONG C H, LIU Q, ZHANG Z F, et al. Numerical simulation of design of transonic wind tunnel perforated test section[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2012, 33(6):1014-1019. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201206006
    [2] 刘琴, 陈志强, 申江, 等.利用M1.4喷管和开孔壁试验段实现低超声速流场实验研究[J].实验流体力学, 2011, 25(1):84-87. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract10703.shtml

    LIU Q, CHEN Z Q, SHEN J, et al. Experimental research of low supersonic flow field for M1.4 nozzle and perforated wall test section[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2011, 25(1):84-87. http://www.syltlx.com/CN/abstract/abstract10703.shtml
    [3] LAWSON S J, BARAKOS G N. Review of numerical simulations for high-speed, turbulent cavity flows[J]. Progress in Aerospace Sciences, 2011, 47(3):186-216. doi: 10.1016/j.paerosci.2010.11.002
    [4] 刘政崇, 廖达雄, 董谊信, 等.高低速风洞气动与结构设计[M].北京:国防工业出版社, 2003.

    LIU Z C, LIAO D X, DONG Y X, et al. Aerodynamic design and structure design of wind tunnel[M]. Beijing:National Defense Industry Press, 2003.
    [5] REED T D, POPE T C, COOKSEY J M. Calibration of transonic and supersonic wind tunnels[R]. NASA-CR-2920, 1977.
    [6] 郑国锋.跨音速风洞实验段中气流的加速问题[J].航空学报, 1989, 10(2):B073-B075.

    ZHENG G F. On the accelerating airflow problem in the test section of a transonic wind tunnel[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 1989, 10(2):B073-B075.
    [7] MARINO A, IMPERATORE B, RAGNI A. Streamwise porosity distribution optimization for minimising wall interference in a transonic wind tunnel[R]. AIAA-2009-1485, 2009.
    [8] ELFSTROM G M, MEDVED B, RAINBIRD W J. Optimum poro-sity for an inclined-hole transonic test section wall treated for edgetone noise reduction[R]. AIAA-1988-2003, 1988.
    [9] CHAN Y Y. Analysis of boundary layers on perforated walls of transonic wind tunnels[J]. Journal of Aircraft, 1981, 18(6):469-473. doi: 10.2514/3.44716
    [10] 刘光远, 王瑞波, 郭秋亭, 等. 2.4 m跨声速风洞壁板参数对核心流均匀性的影响[J].航空学报, 2015, 36(9):2930-2938. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201509014

    LIU G Y, WANG R B, GUO Q T, et al. Wall parameters influence on centerline flow uniformity in 2.4 m transonic wind tunnel[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2015, 36(9):2930-2938. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hkxb201509014
    [11] 陈德华, 王维新, 王晋军, 等. 2.4 m跨声速风洞流场性能调试研究[J].空气动力学学报, 2004, 22(3):279-282. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=kqdlxxb200403007

    CHEN D H, WANG W X, WANG JJ, et al. Investigation on flow-field debugging for 2.4 m transonic wind tunnel[J]. Acta Aerodynamica Sinica, 2004, 22(3):279-282. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=kqdlxxb200403007
    [12] 恽起麟.实验空气动力学[M].北京:国防工业出版社, 1991.

    YUN Q L. Experimental aerodynamic[M].Beijing:National Defense Industry Press, 1991.
    [13] 王发祥.高速风洞试验[M].北京:国防工业出版社, 2003.

    WANG F X. High-speed wind tunnel testing[M].Beijing:National Defense Industrial Press, 2003.
    [14] 波普, 戈因.高速风洞试验[M].邓振瀛, 李廷林, 译.北京: 科学出版社, 1980.

    POPE A, GOIN K L.High-speed wind tunnel testing[M]. DENG Z Y, LI T L, translated. Beijing: Science Press, 1980.
    [15] 中国人民解放军总装备部.高速风洞和低速风洞流场品质要求: GJB 1179A-2012[S].北京: 中国人民解放军总装备部军标出版社, 2012.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-20
  • 修回日期:  2019-06-27
  • 刊出日期:  2020-10-25

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    2021年8月13日