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  • 简介:微尺度流动能够一步到位地制备不同结构和功能、尺寸在微米量级的复合滴.文章回顾了几种常见的基于复合滴的微尺度流动方法,包括同轴电雾化、复合流动聚焦、微流控芯片、玻璃微毛细管等,并对各种技术的原理和进展进行了简要概括和分析.在这类流动中,不同种类的流体在一定的几何结构通道或外力场作用下平稳地拉伸成微细射流并最终破碎成复合滴.在同轴电雾化和复合流动聚焦技术中,从毛细管流出的流体能够形成稳定的锥-射流结构,当外力作用改变时能够形成不同的流动模式.在微流控芯片和玻璃微毛细管技术中,流体被约束在固定管道内,不同管道构型下能够形成不同的流动形态.这些方法都采用纯物理机理,过程稳定、易于操作,制备的复合滴粒径可控,单分散性好,微观结构可设计,在科学研究和工程实际中具有重要的应用价值.

  • 标签: 液滴 电雾化 流动聚焦 微流控 玻璃微毛细管
  • 简介:由于浮陀螺仪常规测试方法偏重于正常陀螺性能参数的测试以及试验条件脱离实际使用状态,常使存在缺陷的陀螺无法准确筛选出来。为了弥补浮陀螺仪常规测试方法不足,提高陀螺仪的检测可靠性,在常规试验的基础上增加了浮子迟滞试验。对浮子迟滞试验检测技术从试验机理和技术实现上进行了较为详细的分析和研究。在力矩反馈测试系统反馈放大器的输入端施加高精度三角波信号,在陀螺仪浮子沿输出轴在选定的角度范围内周期性缓慢匀速摆动过程中完成了陀螺力矩、阻尼力矩、角弹性力矩、常值干扰力矩及摩擦型干扰力矩的检测。利用浮子迟滞试验技术在浮陀螺仪多余物检测以及最佳工作温度优选方面取得了很好的实用效果,是提高陀螺仪性能检测可靠性和故障定位准确性的一种关键检测技术。

  • 标签: 陀螺仪 浮子 阻尼力矩 陀螺力矩 迟滞试验
  • 简介:目前,随着相关项目研究的不断推进,如何在高Reynolds数下研究其对气动光学效应的影响成为重要命题.通过设计变Reynolds数气动光学效应实验平台,模拟的单位Reynolds数可以在7.2×10^6-2.2×10^8m^-1范围内变化.搭建的基于背景纹影(backgroundorientedschlieren,BOS)的波前测试系统可以达到6ns的时间分辨率.此系统测量的平凸透镜波前结果表明:实验测量结果与理论计算结果的误差在±4%以内.通过测量9种不同Reynolds数下的超声速气瞬态波前数据,分析结果表明:在高Reynolds数条件下,Reynolds数对于超声速气气动光学效应的影响比较明显,通过对实验数据进行函数拟合发现OPDrmsRe088,与推导结果OPDrmsRe09十分接近;利用小波分析方法研究了高Reynolds数条件下气动光学效应沿流向的分布特征,发现OPDrms的低频部分(信号的主体)先降低升高,但是高频部分的震荡幅度先升降.分析认为OPD的低频部分主要受到流场整体结构的影响,而高频部分更多地受到涡的空间分布影响.

  • 标签: 气动光学 超声速气膜 REYNOLDS数 背景纹影 小波分析
  • 简介:在微流控系统中,稳定、可控的柔性气-界面可实现声流体颗粒富集、微纳操作、快速气-反应等各种实际物理和生化应用.微流道内气-界面的抗流体剪切能力对于增强微尺度下气-界面的可控性具有十分重要的意义.为此,文章研究了具有高稳定性、高可控性、可阵列化的微尺度驻停气泡现象.利用嵌入局部裂隙的微流道以及与之平行的气体流道,可对驻停气泡的生成和形态进行有效调节,并利用其可控的气-界面实现多种功能化应用.在此基础上,文章进一步研究柔性可控气-界面的抗流体剪切能力,对形态变化中的气-界面受力进行分析,利用仿真和实验手段研究不同状态下气-界面的形状特征,研究不同的液体驱动压力、裂隙尺寸以及裂隙形状对气-界面抗剪切能力的影响,并将界面的曲率半径作为气泡驻留与否的判定依据.文章对驻停气泡柔性气-界面抗流体剪切能力的研究有助于优化其控制方法,增强其控制稳定性并拓展其潜在应用场合.

  • 标签: 微尺度气泡 柔性可控气-液界面 表面张力 稳定性 抗剪切能力
  • 简介:高超声速(Ma∞=6.0)炮风洞中带超声速(Mac=3.0)喷流光学头罩受到周围绕流影响出现气动光学畸变.利用基于背景纹影(backgroundorientedschlieren,BOS)的波前测试方法测量了光学波前畸变.研究结果表明:瞄视误差(boresighterror,BSE)与喷流压比(pressureratioofjet,PRJ)之间近似呈正相关.在有喷流的情况下,压力匹配时瞄视误差相对比较小,并且喷流压比对气动光学高阶畸变的影响不显著.微型涡流发生器(microvortexgene-rator,MVG)对瞄视误差影响不明显,但是对气动光学高阶畸变的影响较为显著.基于波前互相关结果,施加微型涡流发生器之后,波前结构尺寸从0.2AD减小为0.1AD.结构尺寸的减小较为有效地抑制了气动光学高阶畸变并且提高了波前的稳定性.

  • 标签: 气动光学 超声速气膜 光学头罩 流动控制 背景纹影
  • 简介:根据我国目前浮陀螺仪的应用特点,结合已应用于型号的单自由浮陀螺仪产品,对研究并设计新型长寿命、低噪声、低功耗浮陀螺仪的各种关键因素做了较为详细的分析,通过分析提出设计该型陀螺仪采取的方法.

  • 标签: 长寿命 低功耗 低噪声 液浮陀螺仪 技术特点 设计
  • 简介:针对一种新型水下气两相冲压发动机,综合考虑了湍流效应、气两相之间的拖曳作用及传热与传质,利用计算流体力学方法研究了气两相冲压发动机内流场的流动特性随发动机工作条件的变化规律,重点研究了气蚀效应对发动机工作性能的影响.主要结论为:当航行速度大于32m/s,气两相冲压发动机人口附近会产生气蚀并造成严重的总压损失,导致扩张段下游产生流动分离,此时发动机无法产生正推力;通过增大气体质量流率,气两相冲压发动机内流场的压力将会随之升高,气蚀效应被抑制;提高注入发动机气体的温度,发动机的推力及比冲均增大,但是发动机效率急剧降低.

  • 标签: 水下推进 冲压发动机 气蚀 两相流 数值模拟
  • 简介:针对滴破碎问题,获得并揭示两相界面演化特征机理.采用数值模拟方法,观察了超声速条件下的滴气动破碎初期的界面不稳定性.基于数值模拟结果和线性稳定性理论,综合分析表明,Rayleigh-Taylor不稳定性和Kelvin-Helmholtz不稳定性均对源于驻点和外环之间中段附近处的主导扰动产生作用.保持其他流动特性不变,降低K-H不稳定性的影响,对数值模拟进行了专门改进,进一步验证了前述结论.

  • 标签: 气液界面 不稳定性 WENO格式 破碎 激波
  • 简介:利用全流向十七孔压力探针,测量了你=1.5x105与你=3.0x105(基于锥体底面直径),攻角为0°,锥角为60°的圆锥体流场速度与压力分布,并用烟线法进行了流场显示对比,得到了所述两种来流条件下锥体流动速度场与压力场的详细实验测量数据.对速度与压力分布特征进行相关分析,得到了两种来流条件下流场涡量.与耗散熵产Sf云图.同时发现在两种来流条件下,锥体流场可明显划分为3个区域.轴向速度R沿锥体轴线分布规律非常相似,均存在3个低速极值点,且锥体流动驻点位置静压力均基本等于环境静压力.

  • 标签: 圆锥体 流场 流动测量 钝体尾迹 气动压力探针
  • 简介:介绍了某型浮陀螺仪定位壳体温度场模型,利用有限元分析软件ANSYS对其等效温度场进行分析,得出其温度场分布的精确量化结果,为惯导系统建立起最初的热源,并通过实验验证了分析结果的正确性,为后续的平台热设计研究提供了重要的参考依据.

  • 标签: 船舶导航设备 液浮陀螺仪 温度场 有限元分析 边界条件
  • 简介:文章采用热流率测量和纹影拍摄技术,对高超声速层流湍流边界层条件下钝舵干扰流场进行了实验研究.实验在高超声速炮风洞内完成,来流Mach数为6,8.研究结果表明层流与湍流干扰流场之间存在较大差别,层流状态下干扰流场存在分离,平板干扰区内热流率存在负增量,舵面上存在明显的热流率峰值;湍流状态下干扰流场无分离,干扰对平板干扰区内热流率影响较小,舵面上无明显峰值.

  • 标签: 高超声速流 层流 钝舵 热流率
  • 简介:掠机翼边界层的流动稳定性及转捩对翼型的设计及优化有着重要的参考价值,而横流失稳是引起掠机翼边界层转捩的关键因素之一.以NLF(2)0415翼型为研究对象,采用三维可压缩NavierStokes方程并结合γReθt转捩模式计算了展向无限长掠机翼的基本流场.由于原始γReθt模式只能预测流向边界层转捩,因此在原始转捩模式中添加横流间歇因子项,进而对复杂构型进行横流不稳定性转捩预测.计算结果显示,利用改进γReθt转捩模式预测得到的掠翼型的转捩位置与实验数据吻合较好,证明了修正的转换模式的合理性和实用性.

  • 标签: 转捩模式 横流不稳定性 后掠机翼
  • 简介:冲击载荷强迫微加速度计的敏感质量大大偏离平衡位置,使差动静电力发生器的非线性效应体现出来,其结果是使正常工作时敏感质量仅在平衡位置附近有微小位移的状况下成立的负反馈闭环系统模型不再适用,敏感质量的受控特性可能变为正反馈,从而使微加速度计失效。为提高微加速度计受外界大载荷冲击的可靠性,分析了加速度计的敏感质量在不同限制的静电反馈力下的受控特性及对应的闭环系统特性,推导了在已知止挡机械参数下确定微加速度计相应电气参数从而避免此类失效的防吸合准则。多次的验证实验表明,按防吸合准则设计了系统参数的静电力反馈加速度计,在受到远超过其本身量程的载荷冲击,可以100%地防止吸合现象的出现。

  • 标签: 微机电系统 加速度计 冲击 吸合失效 可靠性
  • 简介:实验研究复杂波形结构引起平面界面变形和反射激波冲击下的R-M不稳定性的问题.在竖直激波管中生成稳定的N2/SF6平面界面,激波在圆柱绕射,冲击平面界面,由此研究复杂激波引起的界面变形.平面激波在圆柱绕射的流场,演化成具有初始入射波、三波点、弯曲反射波、Mach波和Mach反射产生的滑移线等复杂结构.研究复杂结构激波对界面的作用,对认识界面扰动的生成具有较大帮助.绕柱激波冲击,平面界面仅在两对滑移线内部发生变形.绕柱激波冲击界面,两对滑移线将界面分成"内界面"和"外界面",界面变形形态同滑移线和界面相交位置相关.反射激波二次冲击下,界面扰动的增长与Jacobs-Sheeley涡量模型较吻合.

  • 标签: 激波管 R-M不稳定性 绕射激波 滑移线 反射激波