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2005年 第2期

实验研究与实验技术
大迎角细长体非对称空间流场特性的试验研究
顾蕴松, 明晓
2005, 19(2): 1-6. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.001
摘要:
应用七孑探针定量流场测试技术,在低速风洞中通过定量测试细长旋成体背风区三维空间流场,研究了零侧滑条件下细长旋成体在典型大迎角情况下(迎角为55°)背风区附体和离体涡系的空间演化规律,加深了对细长旋成体背风区不对称涡系空间结构的认识.解释了截面侧向力沿模型体轴分布为幅值递减波形的形成机制.给出了有、无头部小扰动片及小扰动片非定常摆动控制三种情况下的细长体背风区不同的多涡空间结构.细长旋成体背风区横截面的涡量和总压分布测量结果表明在模型头部固定小扰动片可以改变非对称涡的非对称特性,但不能使非对称涡变为对称涡,而在头部非定常小扰动的控制下模型背风区流动呈现对称涡的流态特征.
40°后掠角三角翼不同前缘形状对其气动特性影响的实验研究
白涛, 王晋军
2005, 19(2): 7-10,19. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.002
摘要:
通过风洞测力实验,研究了40°后掠角不同前缘形状对三角翼气动特性的影响.实验结果表明:前缘背风面倒角机翼的升阻比最大,而前缘迎风面倒角机翼的升阻比最小.相同前缘形状倒角机翼,其倒角值的变化对三角翼升力特性的影响不大.小迎角下,前缘迎风面倒角机翼的升力系数略高于其余不同前缘形状的三角翼.
煤油射流在超声速燃烧室中的实验研究
王冬, 俞刚
2005, 19(2): 11-13. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.003
摘要:
在超声速燃烧室中分别采用气泡雾化煤油与纯煤油射流进行实验,研究不同情况对燃料的雾化和贯穿深度的影响.实验选用纹影法记录实验段图像,拍摄了不同注射压强条件下燃料有无气泡雾化的流场照片,对时间平均流场和瞬态流场分别进行记录.实验结果表明:气泡雾化的确明显地提高了液体燃料的雾化程度,但对贯穿深度没有显著的影响,提高贯穿深度的有效方法是增加射流压强.
甲烷-空气的二次爆炸流场实验研究
姜孝海, 范宝春, 叶经方
2005, 19(2): 14-19. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.004
摘要:
为了揭示二次爆炸的产生机制及其影响因素,采用带导管的柱形泄爆装置对向空气中泄爆的过程进行了实验.实验获得了在不同泄爆条件下清晰的时序阴影照片和外流场测点的压力历程.根据实验结果分析了二次爆炸的产生条件,并详细讨论了二次爆炸影响因素在不同泄爆条件的变化,从而分析和解释了二次爆炸强度在相应泄爆条件下的变化规律.
用桨角力学原理计算涡轮叶片各桨角上三个应力的数学方法
杨建新, 杨贵文
2005, 19(2): 20-27,39. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.005
摘要:
用实验和计算的方法对涡轮机叶片在流体场中的叶片受力面进行了分析.用三个正弦函数原理的公式来计算分析同一角度上叶片的合力FR(ψ),叶片径向推力Fx(ψ),轴向推力Fy(ψ),并阐述了这三个桨角力学原理在实际应用中的数学模型.
基于非定常气动模型的翼型动态响应计算
宋辰瑶, 徐国华
2005, 19(2): 28-34. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.006
摘要:
基于附着流状态下的旋翼非定常翼型气动模型,给出了计算该状态下的翼型非定常升力、阻力和俯仰力矩的数值计算方法.该方法采用半经验指数响应公式,将响应分为环量和非环量载荷部分,利用数值离散来得到非定常气动响应.应用该方法,分别进行了法向力、弦向力和俯仰力矩等的算例计算,并与可得到的试验数据进行了对比,验证了方法的有效性.同时,还对缩减频率和马赫数对法向力和俯仰力矩的影响进行了计算和分析,得出了一些结论.
超高速碰撞碎片云的激光阴影照相技术
柳森, 谢爱民, 黄洁, 李毅, 罗锦阳, 石安华
2005, 19(2): 35-39. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.007
摘要:
为研究超高速碰撞过程中所产生碎片云的特性,在中国空气动力研究与发展中心超高速碰撞靶上建立了激光阴影照相系统.该系统由YAG激光光源、阴影仪和成像系统组成,在采用补偿式滤光[1]等技术后,获得了撞击速度v≈6km/s时清晰的碎片云图像.本文对该系统的工作原理、系统构成以及调试情况进行了介绍.试验结果表明:(1)该系统可以获得清晰的超高速碰撞碎片云图像;(2)扩束镜、成像物镜质量本身是影响碎片云激光阴影成像质量的主要因素;(3)各光学元件的不同结构及不同放置也会严重影响阴影成像质量.
翼型气动力直接测量风洞试验技术探索
焦予秦, 张彬乾, 金承信, 段卓毅, 于欣
2005, 19(2): 40-44. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.008
摘要:
在西北工业大学NF-3风洞二元试验段内开展了翼型气动力直接测量试验技术的探索性研究.描述了试验方法和试验设备,给出了试验结果,并与通过模型表面测压和尾迹测量法所得结果进行了对比.结果表明:翼型气动力直接测量技术关键在于解决测力中段和外段的传力及缝道流动问题;笔者提出的方法比较好地解决了这一难题,直接测量的翼型气动力和表面测压和尾迹测量技术所得结果在中小迎角范围吻合良好.
高稳定性电弧等离子体超声速喷管流动装置
岳斌, 乐嘉陵, 鲍伟仪
2005, 19(2): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.009
摘要:
笔者在已研制的壁稳电弧等离子体发生器基础上,改进了阳极结构、加置Laval喷管,建立了一套可长期连续运行的高稳定性电弧等离子体超声速喷管流动装置,超声速电弧射流的不稳定度为1%(纯氩)和3%(氮氩),电弧射流具有很好的稳定性、再现性和对称性.测量表明:超声速电弧射流的电子温度沿流动方向呈现出波浪形周期升降的变化规律.
改进的BP神经网络技术在平面叶栅气动性能实验中的应用
杨波, 韩海泉, 谷传纲
2005, 19(2): 49-54,59. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.010
摘要:
将多维实验方法应用于平面叶栅正反向流动实验中,避免了单参数实验方法中的缺陷,大大提高了实验数据的可靠性.同时采用改进的BP神经网络技术,对气动性能实验数据进行分析.实验发现:低雷诺数下,翼型的流动状态很复杂,附着涡在确定翼型边界层行为和失速特性中起着重要作用.在反向流动中,翼型的吸力面常伴随有旋涡的流动,类似于薄翼流动,翼型在较小的迎角下就会发生薄翼失速.
铁路隧道缓冲结构空气动力学特性的试验研究
赵文成, 高波, 郑长青, 张兆杰
2005, 19(2): 55-59. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.011
摘要:
为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的空气动力学问题,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置.通过模型试验系统对高速列车突入带开口型入口(即缓冲结构)隧道所产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对该类型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,其削减效果依赖于其各自的特征参数.最后,通过理论推导和模型试验,得到了开口型缓冲结构的最小长度的计算公式.
疏水性材料减阻特性实验研究
余永生, 魏庆鼎
2005, 19(2): 60-66. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.012
摘要:
应用光滑的和粗糙的、亲水性的和疏水性的平板在水槽中进行了测力和边界层流场测量,以廓清壁面材质、粗糙度和雷诺数对壁面摩阻的影响.实验结果表明:材料的疏水性和壁面的适度粗糙的共同作用才能表现出明显的层流减阻效果.
流动显示与流动控制
"单回路"法及其在高速气体离心机取料器能耗测量上的应用
闻宝联, 涂光备, 张伟, 宋鼎
2005, 19(2): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.013
摘要:
取料器能耗直接影响离心机的使用寿命和经济性,一直是国内外的研究热点和难点.而实际离心机中,取料器能耗混在整机能耗中,不能直接测量.为分离出Y-2型气体离心机轻、重组分取料器的能耗,提出了以"单回路"模拟双回路的试验方法,在实际离心机上进行改造,模拟实际运行工况,进行能耗实时测量;同时,为保证测量精度,引入微机数据自动采集系统,改进了测量装置.试验表明:"单回路"试验法进行能耗测量是可靠的,试验结果为强旋流场中理论模型的修正、流场计算和离心机取料器的优化设计提供了必要数据,该方法对其他类型离心机的优化设计也有很大的参考价值.
扫描式总压耙在高超声速推进风洞流场测量中的应用
常远, 顾洪斌, 陈立红, 张新宇
2005, 19(2): 71-73,83. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.014
摘要:
在风洞实验中,为了保证实验结果的可靠性,首先需要了解流场的品质.笔者自行设计研制了用于高超声速推进风洞流场测量的带有水冷装置的可移动式扫描总压耙.对于出口截面为300mm×187mm的风洞喷管,通过计算机程序控制,可在3s时间内实现全截面间歇式或连续式扫描,最大移动速度可达250mm/s,而且定位准确.通过扫描结果,分析了流场压力均匀性、稳定性以及实验结果的可重复性,同时还给出了风洞喷管出口截面的总压与马赫数等值线图.从而为超燃冲压模型发动机实验提供参考数据.
圆柱体绕流尾迹的PIV测量
张孝棣, 蒋甲利, 贾元胜, 马洪志, 肖亚克
2005, 19(2): 74-78. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.015
摘要:
PIV是一种先进的流场定量测量技术,在生产性风洞中的应用前景非常广泛.利用PIV测量技术,采用双CCD摄像机在FL-5低速生产性风洞中对不同的雷诺数Re下圆柱体绕流尾迹进行定量的测量,给出了圆柱体绕流尾迹的瞬时速度场、涡量场和流场的流线图.通过测量发现剪切层的相互作用是圆柱体绕流尾迹区旋涡形成和脱落的重要因素,并直接验证了Gerrard的绕流尾迹理论;在雷诺数Re=104~105范围内,随着雷诺数的增大圆柱绕流近尾迹区旋涡形成区域长度在逐渐缩短.
PIV系统测量误差的实验评价方法以及实验参数的优化
董明哲, 汪洋, 蒋宁涛
2005, 19(2): 79-83. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.016
摘要:
提出了一种PIV(Particle Image Velocimetry)测量误差的实验评价方法:利用匀速转动圆盘上粒子的反射光模拟流场中示踪粒子散射光解决基准速度场.建立了一套二维PIV系统的测量误差评价系统,利用该系统对PIV测量误差和测量精度进行了实验评价,得到了结果误差在空间及时间上的概率分布特性,并对两个关键PIV实验参数进行了优化.实验表明该误差评价方法装置简单,方法可靠,可方便灵活地对PIV系统测量误差和测量精度进行实验评价和参数优化研究.
杨义红, 尹协振, 陆夕云
2005, 19(2): 84-90,114. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.017
摘要:
介绍了在水洞中进行的二维波动板周围流场的流动显示实验.通过氢气泡、粒子示踪法和粒子成像速度仪三种方法定量和定性地显示了二维波动板周围的流场结构.揭示了特征参数C/U与流场特性的关系,探讨了鱼类波状摆动对流动分离的抑制机理.同时还对三种不同的流动显示技术进行了探讨.
微小气泡粒径的测量研究
张蓉生, 郑源, 程云山
2005, 19(2): 91-95. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.018
摘要:
对用-台CCD摄像机所摄得的微小气泡水图像要识别摄影进深方向的气泡,必须利用图像的像素灰度这一特征.因此获取气泡粒径的常规图像方法不能使用.又气泡对光的反射和折射下有的气泡像的中心部分呈现反转,这也给处理带来了难度.为此建立了保持像素灰度的灰度线段中心辨别法来快捷地识别微小气泡.另外,利用摄影所获得的微小气泡图像,统计出气泡的形心到它的边界的最短距离与最长距离之比来自动分离微小气泡水中的气泡和杂质以及散焦的物像.通过以上方法能快捷地对微小气泡的粒径进行测量.
用于研究列车空气动力学的数据可视化系统
江帆, 陈维平, 田红旗, 何华
2005, 19(2): 96-102. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.019
摘要:
列车气动试验数据可视化对列车空气动力学研究很重要.由于列车气动试验数据场是基于曲面域的散乱数据场,采用数据场网格划分和基于等参变换的区域映射插值相结合的插值方法.在此基础上改进了扫描线算法,克服了传统扫描线算法求解收敛性得不到保证的不足.为了适应试验数据可视化系统对系统扩展性的要求,采用面向对象的软件工程思想编制了试验数据可视化系统,并在实践中改善系统.
应变天平地轴校、体轴校对比的一些问题
王金印
2005, 19(2): 103-109. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.020
摘要:
为了评价和鉴定新的体轴系加载的校准设备,用五台天平和六个模型进行了两种校准设备、两种校准方法的对比试验,给出了两种天平公式用于处理风洞测力数据结果的差异,分析了其原因,对两种设备和方法进行了评价.
NF-6风洞洞体有限元计算与水压试验
解亚军, 郭琦, 肖春生, 薛红军, 郗忠祥
2005, 19(2): 110-114. doi: 10.3969/j.issn.1672-9897.2005.02.021
摘要:
简要介绍了西北工业大学翼型研究中心NF-6高速增压连续式风洞洞体基于有限元方法的应力应变静态和动态特性分析,并与风洞水压试验结果进行对比.结果表明,有限元计算中所采用的结构和边界条件简化方法合理可行,在数量级和变化趋势上,实测点和对应计算点的应变值比较一致,最大应力在材料的许用应力之内,实际风洞洞体及支撑是安全的,风洞的前三阶振动模态分析为风洞的安全运行提供了参考依据.

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《实验流体力学》编辑部

2021年8月13日