激波加载固定单双球模型有效阻力测量

提出利用动态压力测量确定激波加载固定颗粒群有效阻力的新测量方法,针对单、双球模型推导了有效阻力表达式,构思了颗粒群模型固定方法,设计了动态压力固定装置和模型球间距可调的可视化实验段。通过膜片材质与厚度、驱动气源等的选择对气相参数实现精确控制,利用细金属丝、笼状支架的连接方式实现颗粒群有效阻力向动态压力信号的转换,通过动态压力P的测定,利用有效阻力表达式最终确定颗粒群有效阻力。为深入开展激波与颗粒群相互作用机理研究和建立更合理的颗粒群阻力系数模型,攻克了后续深入研究的关键难题。

激波驱动颗粒群加速效果优化的实验研究

为了通过波后气流的加速来实现颗粒群加速效果的优化,该研究基于现有的水平激波管装置,设计加工了分别针对亚声速、跨声速和超声速波后气流的三种不同类型加速喷嘴。使用高速摄影仪对固体颗粒群的运动图像进行捕捉,通过沿激波管轴向动态压力测量确定激波速度和激波马赫数Ma。结果表明:其他条件都相同时,颗粒粒径越小,颗粒群运动的尾迹现象越不明显,颗粒群的加速效果越好;对于不同类型的喷嘴结构,其他条件都相同时,应该根据波后气流的马赫数合理的选取喷嘴来进行加速,从而优化颗粒群的加速效果。

激波与单/双球模型相互作用有效阻力的实验研究

利用水平激波管、高频应变传感器和高速数据采集系统等仪器设备,对激波加载单、双球模型时的有效阻力进行直接测量。实验结果表明,对于单球模型,有效阻力系数随激波马赫数的增大而减小;对于双球模型,有效阻力系数随无量纲间距的增大,先增大后减小并趋于稳定;颗粒载荷比足够大时,须考虑激波和尾迹涡相互干涉影响,采用颗粒群阻力系数模型,阻力系数开始趋于稳定值的无量纲间距可以作为阻力系数模型选择的划分标准。