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  • 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:介绍了超声传感器等的应用,得出了通过相位比较法测量在不同浓度溶液中的声速并进行研究的一种新方法。同时利用C语言编程进行数据处理,避免了烦琐的计算且误差较小,使结论更合理。

  • 标签: 超声传感器 相位比较不同浓度溶液 声速 C语言编程
  • 简介:采用高精度格式求解二维Navier-Stokes方程研究超声速射流与同向超声速后台阶流动相互作用的流场基本结构及规律,分别应用5阶WENO格式、6阶中心差分格式离散对流项和黏性项,时间推进采用3阶Runge-Kutta格式,并应用消息传递接口(messagepassinginterface,MPI)非阻塞式通信实现并行化.分别研究了超声速后台阶流动、超声速射流的基本结构特征,以此讨论和分析超声速后台阶流动/射流相互作用的特征,以及不同来流条件对波系结构、涡结构、剪切层、膨胀扇等的影响,尤其是来流剪切层和射流剪切层的相互作用,形成复杂的波系结构及相互干扰的流动现象.

  • 标签: 超声速 两步后台阶 射流 剪切层 数值模拟
  • 简介:为解决自由振动式动导数试验技术在大尺度高超声速风洞中,高气动载荷环境与低频率模拟要求之间的突出矛盾,进一步提高高超声速飞行器较低气动阻尼的测量精度,发展了基于组合式动导数天平的Ф1m量级高超声速风洞自由振动试验技术.设计组合式动导数天平,轴承组件承载模型轴向和法向气动力,弹性应变梁提供系统恢复力矩,并可根据减缩频率的要求调整系统自由振动频率,有效提高了天平承载能力,拓展了试验频率模拟范围.在中国空气动力研究与发展中心Ф1m高超声速风洞,利用本系统进行了10°半锥角不同钝度圆锥标模俯仰动导数校测试验,所测俯仰动导数与文献结果最大相对误差在6%以内,验证了试验系统和测试结果具有较好的稳定性与重复性.

  • 标签: 高超声速风洞 动导数试验 组合式动导数天平 振动频率 10°半锥角标模
  • 简介:在Mach数3.4的来流条件下,对二维后台阶流动精细结构开展了实验研究.实验分为后台阶上游无控制加粗糙带扰动及微涡流发生器(micro-vortexgenerator,MVG)扰动3种状态,采用基于纳米示踪的平面激光散射(nano-tracerbasedplanarlaserscattering,NPLS)方法获得了流向和展向切面内的高时空分辨率流动显示图像,并测量了模型表面静压分布.对大量NPLS图像取平均,研究了流场结构的时间平均规律,对比不同时刻的瞬态流场精细结构图像,发现不同状态下的湍流大尺度结构的特征时间.有粗糙带状态相对无粗糙带台阶下游回流区压力更低,而下游压力较高,台阶上游区别不大;受MVG控制后台阶下游附近区域压力突增;MVG对流动的控制改变能力较强,粗糙带能调整台阶上下游附近流动平稳过渡,流场壁面压力没有突变.

  • 标签: 超声速 流动显示 流场精细结构 后台阶 流动控制
  • 简介:基于vonKarman长度尺度和新型Reynolds应力本构关系对κ-ε瑞流模型重构,将k方程封闭,米用代数形式对瑞流耗散项进行模化.在KDO(kineticdependentonly)模型的基础上,引入可压缩vonKarman长度尺度,得到一种适用于复杂可压缩流动的新型瑞流模型CKDO(compressiblekineticdependentonly),在CKDO模型中没有任何经验系数,仅有两个来自边界层精细化标定的可调参数.对RAE2822翼型、轴对称圆筒管道凸起流动、ONERA-M6机翼跨声速流动等算例进行数值计算,结果显示CKDO湍流模型对上述算例流场的压力系数模拟结果与实验值吻合较好,表明CKDO模型能够对跨声速流场进行较为准确的模拟.

  • 标签: 湍流模型 Reynolds应力 跨声速流动 可压缩性
  • 简介:高超声速飞行器的发展对地面试验模拟提出了新的要求,但是,现有条件还不能完全满足这些要求.文章首先回顾和概述了气动研究地面试验所应遵循的一般性相似准则,分析现行气动力、热和推进试验模拟的不足和所面临的挑战.经分析认为,面对这些挑战,现行的主要参数模拟、部件相似模拟和局部相似模拟等方法仍然有效,但应加强相似理论对地面试验的指导和计算对试验的支撑性作用,并在必要时通过飞行试验对不完全相似模拟结果进行验证与确认.

  • 标签: 气动试验 相似准则 高超声速流动
  • 简介:采用大涡模拟的方法计算了来流速度为0.6Ma的球/柱体附近的流场,并采用相屏法研究了该流场对激光传输的影响。结果表明:球头附近的流场引起的气动光学效应对传输到远场的激光光斑特性有较大影响,影响程度随激光传输方向而变化,并且激光发射孔径越大、激光波长越短,影响程度越大。

  • 标签: 激光传输 气动光学效应 大涡模拟
  • 简介:摘要:随着飞行器飞行速度的不断提高,将面临严酷的气动加热环境,对弹体的热防护系统设计要求更加严格。热防护技术是高超声速飞行器设计的关键技术之一,对高超声速飞行器热防护系统进行介绍,热防护方式由被动式热防护向主动热防护方式过渡。从环境与热防护材料的耦合作用出发,介绍了新型热防护机制的原理和进展。

  • 标签: 高超声速,热防护
  • 简介:摘要:近年来,随着主要对手反介入/区域拒止(A2/AD)能力的提升,尤其是俄罗斯等国家在高超声速武器技术领域的快速进展,美国开始担心在该领域会落后于竞争对手。美国《航空周刊》发表专栏文章,对美国高超声速武器的发展现状及路线进行了长篇分析,披露了大量美军高超声速导弹技术方案及研制计划等相关信息。基于此报道,结合美国国防预算文件和高超声速导弹最新发展动向进行分析,可以判断美军已基本明确采取三步走战略发展高超声速导弹。

  • 标签: 高超声速 导弹武器化 发展路线
  • 简介:摘要:高超声速武器的发展对现有的防御体系提出了严峻挑战,而激光武器作为一种新型的防御手段,具有速度快、精度高、反应灵活等优势,被认为是未来防御高超声速武器的有力手段之一。文章首先分析现代防御体系面对高超声速武器存在的不足,然后探究机载激光武器在对抗高超声速武器中的重要性。最后详细阐述机载激光武器发展情况及发展过程中面临的技术难点。希望本文研究,可以为我国高超声速武器防御体系建设提供更多支持。

  • 标签: 高超声速武器 机载激光武器 难点
  • 简介:详细介绍了用油流显示法在SB301超,跨声速平面叶栅风洞的试验研究。用油流显示法准确地显示了压气机叶片表面层流附面层分离泡的准确位置和气流在叶栅通道中产生气流旋涡的形状,以及在涡轮叶片表面上的激波位置。在叶栅试验中,用油流显示法并结合试验中的叶片表面M数的分布的测量,是观察叶片表面气流流动情况的的最经济和最直观的一种有效的测试方法,同时还简要介绍了墨水喷注法在叶栅试验中的运用。

  • 标签: 流场显示 平面叶栅 超声速 跨声速 风洞试验 表面层流附面层
  • 简介:采用Born近似的Maxwell方程组积分解形式较少应用于气动光学数值计算,其困难在于对该方程组的离散化数值计算.而结合GCV-FFT(GeneralizedconvolutionbyfastFouriertransform)方法,在自由空间传播的Rayleigh-Sommerfeld衍射方程数值计算可以达到比较高的精度.通过对Green函数及采样系数的修正,积分方法可以用于气动光学现象的数值模拟.通过在超声速湍流边界层中光束传输的数值计算,可以看到一些气动光学效应,如光束偏移破碎等,可以用修正GCV-FFT+数值积分的方法得到良好的模拟.现有的方法可以给出更接近物理本质的定量结果.

  • 标签: 散射势积分方程 Born近似 气动光学 非均匀介质层传输
  • 简介:利用CFD软件CFX-TASCflow对具有试验数据的跨声速HTA涡轮导向器流场进行了计算,结果表明,计算的叶面等熵马赫数分布和出口气流角与试验值吻合良好;而计算的总压恢复系数与试验数据存在一定的差别.

  • 标签: 涡轮导向器 三维流场 计算 HTA涡轮 跨声速流动 N-S方程
  • 简介:针对高超声速二维混压进气道,以最大总压恢复系数为目标,基于多楔面内收缩段设计原理,利用多楔角方法设计内收缩段长度和出口高度等。通过比较不同攻角下二元进气道总压恢复系数、流场及启动情况等多方面特性,验证了改变攻角对进气道启动特性改善的效果。

  • 标签: 高超声速进气道 多楔面内收缩段 多楔面设计
  • 简介:爆震燃烧近似为等容燃烧,理论上其热循环效率高于基于等压燃烧的爆燃燃烧,在超声速推进系统中具有潜在的应用价值.通过总结超声速气流中的爆震推进理论与研究进展,分析其需要解决的关键科学与技术问题,指导未来高超声速发动机的基础研究.文章重点总结了适用于高超声速飞行的斜爆震发动机、超声速脉冲爆震冲压发动机的基础研究进展.其中对斜爆震发动机的应用模式、相关实验研究思路及方法、数值仿真现状进行了总结分析.对超声速脉冲爆震冲压发动机的基础理论研究现状和目前研究的难点进行了梳理.基于爆震燃烧的超燃冲压发动机具有推进系统自增压、燃烧效率高、推力性能好、推进效率高、燃烧室长度短、结构重量轻等优势,文章总结了该发动机当前的发展进程和最新的研究进展,并对其未来的发展方向以及存在的技术问题进行了分析.

  • 标签: 爆震燃烧 斜爆震发动机 超声速脉冲爆震发动机 基于爆震燃烧的超燃冲压发动机 发动机研究进展
  • 简介:高超声速边界层转捩是高超声速飞行器设计的关键基础问题之一.为了研究高超声速边界层转捩,在风洞中,对平板模型进行了M=5的实验,在模型中心沿流动方向使用PCB脉动压力传感器对脉动压力时间序列进行采集.文章将本征正交分解(properorthogonaldecomposition,POD)方法引入高超声速脉动压力数据处理中,发展了单点POD分析方法.经验证,使用该方法重构数据的均方根(rootmeansquare,RMS)峰值位置可表征转捩位置,实用性强.

  • 标签: 高超声速边界层转捩 脉动压力 单点POD分析方法 第2模态
  • 简介:通过数值模拟研究了高超声速来流绕过压缩拐角的层流分离三维流动特性.数值方法采用三维N-S方程,结合2阶精度Roe格式以及分区结构网格有限体积法进行离散.数值模拟的空间激波结构与实验纹影结果符合较好;激波/边界层干扰区内3条纵向线上的计算压力分布与实验结果进行了对比分析,计算获得在三维楔侧面存在低压力区,与实验结果反映的规律一致,计算结果表明低压力区是由楔体侧缘尖端发起的二次涡的抽吸作用造成的.此外,在楔体后端尾流区的低压沿边界层内的亚声速区往上游传递了一定距离.

  • 标签: 激波/边界层干扰 层流分离 压缩拐角 高超声速层流 三维效应
  • 简介:摘要:针对防空导弹舵面尺寸受到严格限制,导致舵面效率难以提升的问题,开展了超/高超声速小展弦比舵面翼型气动特性优化设计研究。采用数值模拟方法,分析了传统六角形翼型气动特性,提出了增加舵面法向力系数得优化设计方向,通过优化设计,获得了一种双扩张角七角形翼型舵面,相对与基准外形,在舵面形状与面积不变情况下,新舵面舵效提升6%左右,小攻角全弹压心后移0.01,平衡攻角增加1.5°,小攻角轴向力系数增加2%-3.5%之间,具有良好的工程应用前景。

  • 标签: 小展弦比舵面 数值模拟 七角形翼型 气动特性