高焓流场球头外形气动热试验研究

再入地球大气层时,飞行器的再入速度极高,面临严重的气动加热问题。为了研究高焓流动导致的热化学非平衡现象,在高焓膨胀风洞FD-14X中开展了球头外形的热流测量试验以及CFD仿真模拟。FD-14X为中国空气动力研究与发展中心新建成的高焓膨胀风洞,速度模拟能力达到第二宇宙速度,总温模拟能力超过10000 K,能够产生总焓70 MJ/kg的试验气体。试验来流总焓16.9~63.5 MJ/kg,球头直径20~50 mm,流场采用自发光拍照,同时CFD仿真采用Park双温非平衡模型计算球头绕流流场。试验与仿真结果表明:来流总焓大于5 MJ/kg时,球头绕流场存在显著的热化学非平衡现象;304钢模型壁面在来流总焓小于20 MJ/kg时表现为非催化壁面特性,在来流总焓大于30 MJ/kg时表现为催化壁面特性;当球头表面镀氧化锆膜、来流总焓49.5 MJ/kg时,球头壁面表现为非催化壁面特性。

病证结合骨质疏松模型大鼠骨骼的生物力学性能分析

背景:肾虚是骨质疏松症的最主要病机,对肾阳虚、肾阴虚与骨质疏松的关系研究有利于病证结合临床诊疗模式的发展。目的:评价右归丸对肾阳虚、肾阴虚大鼠股骨生物力学性能的影响差异,从生物力学角度论证骨质疏松症病证结合、因证施药的科学性。方法:手术摘除60只雌性SD大鼠双侧卵巢建立骨质疏松模型,10周后将大鼠随机分为肾阴虚组(n=30)和肾阳虚组(n=30),肾阳虚组臀部肌肉注射氢化可的松注射液,肾阴虚组灌胃甲状腺片混悬药液,1次/d,连续14 d。造模结束后,每组取20只灌胃右归丸混悬液,1次/d,连续12周,剩余10只作为对照不灌胃。灌胃结束后使用Micro-CT扫描测量股骨微结构参数,在力学试验机上对股骨分别进行三点弯曲、有限元仿真、股骨头压缩及表面压痕分布实验。结果与结论:①Micro-CT扫描显示,与肾阴虚组比较,肾阴虚+右归丸组股骨骨密度、骨体积分数、骨表面密度、骨小梁数量、骨小梁分离度升高(P<0.05);与肾阳虚组比较,肾阳虚+右归丸组股骨骨体积分数、骨表面密度、骨小梁数量及骨小梁厚度升高(P<0.05);②三点弯曲实验显示,与肾阳虚组相比,肾阳虚+右归丸组股骨弹性模量、最大抗弯强度和弯曲断裂强度均降低(P<0.05),韧性提高(P<0.05);③有限元仿真显示,右归丸能显著提高肾阳虚组大鼠股骨抗骨折能力,对肾阴虚组大鼠不产生明显作用;股骨头压缩实验显示,右归丸可增强肾阳虚组大鼠股骨头抵抗形变的能力,但右归丸对肾阴虚组和肾阳虚组大鼠股骨头表面性能的影响无显著区别;④结果表明,右归丸可增强肾阳虚骨质疏松骨骼生物力学性能,但对肾阴虚骨质疏松骨骼无显著影响。

高温热化学非平衡气动热试验与仿真技术研究进展

临近空间新型飞行器向全空域、更高马赫数发展,面临的气动热环境会越发恶劣,高温流场气动热预测技术是该类飞行器发展的关键技术之一.高超声速气流通过激波压缩或黏性阻滞减速,分子动能转化为内能,产生了高温.高温引起体分子振动、电子激发,伴随离解、电离反应等一系列复杂气动物理现象,其流场气动热预测面临诸多挑战.文章对高温热化学非平衡气动热预测技术的发展情况进行了分析探讨.首先,阐述了国内外高温气动热地面试验技术的发展历程,重点介绍分析了气动热风洞试验设备的模拟能力及目前试验测试技术的研究水平;然后,调研和讨论了高温气动热数值模拟研究现状,分别从热化学模型、辐射输运和壁面催化/烧蚀等多个角度探讨了热化学非平衡流场气动热数值模拟规律;最后,对气动热预测技术的发展趋势进行了讨论,提出了高温气动热试验与仿真技术后续应重点解决的问题.

针刺联合柴术理胃饮治疗老年脾虚气滞型功能性消化不良临床观察

目的探讨针刺联合柴术理胃饮治疗老年脾虚气滞型功能性消化不良(FD)的临床疗效及安全性。方法选取2022年1月—2023年1月就诊于黑龙江省中医药科学院南岗院区老年病科确诊为脾虚气滞型FD 90例老年患者。采用乱数表法将90例患者随机分为治疗组和对照组,45例/组。治疗组采用针刺联合柴术理胃饮治疗,对照组采用吗丁啉治疗。治疗4周后,观察两组主症与次症积分、中医证候疗效、生存质量量表(FDDQL)、复发率,并对两组进行安全性评价。结果治疗4周后,两组主症与次症积分均显著下降(P<0.05);治疗组主症与次症积分明显低于对照组(P<0.05)。治疗组中医证候疗效有效率为91.11%(41/45),对照组为75.56%(34/45),治疗组临床疗效明显优于对照组(P<0.05)。两组治疗后FDDQL评分均较治疗前升高(P<0.05);治疗组评分明显高于对照组(P<0.05)。治疗结束3个月后,治疗组复发率为7.32%(3/41),对照组为32.35%(11/34),治疗组复发率明显低于对照组(P<0.05)。对照组轻度失眠2例,两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论针刺联合柴术理胃饮治疗老年脾虚气滞型FD临床疗效显著,安全性极好。

柴术理胃饮对肝郁脾虚型功能性消化不良大鼠胃肠动力及p-NF-κBp65通路的影响

目的探讨柴术理胃饮对肝郁脾虚型功能性消化不良(functional dyspepsia,FD)大鼠胃肠动力及p-NF-κBp65通路的影响。方法60只SD大鼠按随机数字表法分为正常组(n=10)和模型储备组(n=50),模型储备组采用复合因素刺激法复制肝郁脾虚型FD模型,模型复制成功后将50只大鼠按随机数字表法分成模型组、中药高、中、低剂量组和多潘立酮组,每组各10只。各组分别给予相应的药物灌胃后,观察大鼠的一般状态;计算大鼠进食量、体质量、胃排空率和小肠推进率;酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)方法测定大鼠胃窦组织白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平;Western blot法检测和实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)方法检测大鼠胃窦组织中p-NF-κBp65蛋白表达及p-NF-κBp65 mRNA表达情况;HE染色观察胃窦组织形态。结果与正常组比较,模型组大鼠进食量、体质量、胃排空率和小肠推进率均减低,胃窦组织IL-6、TNF-α水平、p-NF-κBp65蛋白表达及p-NF-κBp65 mRNA表达均升高(P<0.05);与模型组比较,中药高、中、低剂量组和多潘立酮组大鼠进食量、体质量、胃排空率和小肠推进率均提高,胃窦组织IL-6、TNF-α水平、p-NF-κBp65蛋白表达及p-NF-κBp65 mRNA表达均降低(P<0.05);中药高剂量组IL-6、TNF-α水平低于多潘立酮组(P<0.05);中药高、中剂量组p-NF-κBp65蛋白表达低于多潘立酮组(P<0.05)。结论柴术理胃饮治疗肝郁脾虚型FD的机制可能与降低大鼠胃窦组织IL-6、TNF-α水平、p-NF-κBp65蛋白表达及p-NF-κBp65 mRNA表达,改善胃肠运动功能有关。

“抑木扶土”针刺法结合TDP神灯照射治疗肝郁脾虚型功能性消化不良临床疗效分析

目的 探讨“抑木扶土”针刺法结合TDP神灯照射治疗肝郁脾虚型功能性消化不良(functional dyspepsia, FD)的临床疗效。方法 将120例符合纳入标准的肝郁脾虚型FD患者按照随机数字表法分为观察组和对照组,每组各60例。观察组采用“抑木扶土”针刺法结合TDP神灯照射,对照组给予多潘立酮片治疗,疗程为4周。分析治疗前后观察组和对照组FD中医证候积分、尼平消化不良生活质量指数(Nepean dyspepsia life quality index, NDLQI)评分、尼平消化不良症状指数(Nepean dyspepsia symptoms index, NDSI)评分的改善情况;并进行总体疗效评价及复发率统计。结果 疗程结束后,观察组临床疗效高于对照组(91.67%vs 75.00%,P<0.05);干预后,观察组和对照组各项中医证候积分及总积分均降低(P<0.05),观察组除食后腹胀外,其余症状积分及总积分均低于对照组(P<0.05);干预后,观察组和对照组NDLQI评分升高、NDSI评分降低(P<0.05),其中观察组的评分明显优于对照组(P<0.05);随访6个月后,观察组的复发率低于对照组(10.00%vs 21.67%,P<0.05)。结论“抑木扶土”针刺法结合TDP神灯照射可改善肝郁脾虚型FD患者的消化不良症状指数和中医证候积分,提高患者的生活质量,并降低复发率。

再入钝锥体绕流流场电磁散射特性分析

采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)方法计算再入钝锥体绕流流场电磁散射特性,分析钝锥体等离子体包覆绕流流场的RCS频率特性、极化特性及双站散射特性。计算表明,在马赫数较小(本文Ma≤10)时,马赫数变化对绕流流场后向RCS影响较小。电磁波垂直锥体母线入射时,极化方式(本文极化角0°和90°)改变对绕流流场后向RCS影响较小;绕流流场后向RCS随入射波频率变化曲线可用两条直线来逼近;随入射波频率增大,绕流流场后向RCS振荡上增。前向散射是全方位散射中RCS取得最大值的方向;入射角大于钝锥半锥角时,除前向RCS外,以锥体母线为基准的镜面反射方向RCS比其它散射方向RCS大。

高超声速边界层转捩特性试验探究

通过在激波风洞中开展转捩试验,选取来流马赫数分别为6和8,单位雷诺数分别为4.1×10~6m^(-1)、2.6×10~7m^(-1)和4.4×10~7m^(-1)的来流条件,研究马赫数、单位雷诺数以及攻角变化对钝锥边界层和平板边界层转捩位置的影响。结果表明,攻角增大使钝锥迎风面和背风面边界层转捩位置均前移,使平板边界层转捩位置也前移;钝锥边界层在低马赫数时更容易转捩,平板边界层转捩受马赫数影响在攻角有差异时有所不同;单位雷诺数的增大促进转捩,但对于钝锥边界层而言,该参数增加到试验选定的上限时,转捩位置的变化并不明显;在转捩过程中平板边界层的脉动压力系数与热流具有相同的变化趋势。试验捕捉到了第二模态扰动。

基于物理光学法的再入等离子体包覆体空间散射特性分析

建立十一组元模型,数值模拟再入体化学反应绕流流场,得到流场参数随再入高度、马赫数变化的分布特性。基于绕流流场,采用等效输入阻抗方法及分层介质模型,应用物理光学法计算再入等离子体包覆体雷达散射截面。分析流场特性变化对散射特性的影响。对电磁波在等离子体鞘套内传播特性及电磁波与等离子体相互作用机理进行了初步分析。计算结果对再入体目标识别、等离子体隐身及再入通信具有一定的参考价值。

等离子体涡电磁散射特性及隐身性能

针对非均匀等离子体在飞行器隐身中的应用,采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)方法计算等离子体涡及涡串电磁散射特性,分析等离子体涡对飞行器隐身性能影响。计算表明,等离子体涡在很大频率区间对电磁波吸收效果显著,RCS降低很大,具有明显的隐身效果。等离子体涡表现出一定规律性的极化特性,对L,S和C波段电磁波具有不同的吸收、反射特性。

高超声速圆球绕流流场及其近尾尾迹流场电磁散射特性分析

采用分段线性电流密度递归卷积时域有限差分(PLJERC-FDTD)方法计算高超声速导电金属球绕流流场及其近尾尾迹流场电磁散射特性,分析等离子体绕流流场RCS的频率特性、双站散射特性、极化特性及随飞行高度、飞行马赫数、入射角的变化关系。计算表明,前向散射方向是全方位散射中RCS取得最大值的方向;马赫数较大(本文Ma≥14)时,入射波频率增大、马赫数增大及飞行高度降低,绕流流场前向RCS增大。马赫数较小(本文Ma≤10)时,飞行马赫数、高度及入射角变化对绕流流场UHF、L、S波段后向RCS和双站RCS影响很小;在UHF、L波段,绕流流场及本体的后向RCS差距较小。马赫数较大时,大范围过密等离子体尾迹的形成使得电磁波垂直轴线入射时绕流流场增大了目标本体的后向RCS;在L、S波段,绕流流场后向RCS曲线可用一条直线逼近。

导弹高空级间分离过程反向喷流流场数值模拟研究

采用有限体积法求解三维守恒N-S方程组,按准静态处理,对导弹130km高空头体级间分离过程反向喷流流场进行了数值模拟,并分析了N-S方程的有效性。分析了流场参数分布、气动力分布特性及轴向力随分离距离变化情况。计算结果为头体分离方案提供一定的参考依据。

基于脑肠互动针刺疗法治疗功能性消化不良肝胃不和证伴焦虑抑郁的临床观察

【目的】观察基于脑肠互动针刺疗法治疗功能性消化不良肝胃不和证伴焦虑抑郁患者的临床疗效。【方法】将60例功能性消化不良肝胃不和证伴焦虑抑郁患者随机分为观察组和对照组,每组各30例。观察组基于脑肠互动理论,给予针刺治疗,对照组给予多潘立酮片治疗,疗程均为4周。治疗4周后,观察2组患者治疗前后肝胃不和证评分的变化情况,以及总体症状积分的情况。比较2组患者治疗前后汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)评分以及尼平生活质量量表(NDI-QOL)评分的变化情况。【结果】(1)治疗后,2组患者的肝胃不和证评分明显改善(P<0.01),且观察组在改善肝胃不和证评分方面明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。(2)治疗后,2组患者的总体症状积分水平明显改善(P<0.01),且观察组在改善总体症状积分方面明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。(3)治疗后,2组患者HAMA、HAMD评分明显改善(P<0.01),且观察组在改善HAMA、HAMD评分方面明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。(4)治疗后,2组患者的NDI-QOL评分水平明显改善(P<0.01),且观察组在改善NDI-QOL评分方面明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0.01)。【结论】基于脑肠互动针刺疗法治疗功能性消化不良肝胃不和证伴焦虑抑郁,能明显改善患者的临床症状,缓解患者的焦虑抑郁状态,从而提高患者的生活质量,疗效确切。

温敏漆技术及其在边界层转捩测量中的应用

边界层转捩测量的需求发展了激波风洞温敏漆技术,并在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)0.6m激波风洞上,开展了平板模型高超声速边界层转捩试验测量。试验来流名义马赫数分别为8、10,单位雷诺数分别为2.45×107、4.48×106/m,模型偏航角为20°。温敏漆技术测量结果与薄膜热流传感器测量结果在边界层转捩位置及热流大小方面吻合较好。试验结果表明温敏漆技术具备简单模型激波风洞高超声速边界层转捩定性、定量测量试验能力。

自由活塞压缩管ALE方法数值模拟

当前国际上实现高焓气体流动的实验手段之一是自由活塞驱动类脉冲设备,包括自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管.采用自由活塞压缩管作为激波风洞和膨胀管的驱动段时,其驱动能力在很大程度上决定了该类设备的性能.本文采用计算流体力学中任意拉格朗日-欧拉方法 (arbitrary Lagrangian Eulerian)数值模拟了压缩管内部的自由活塞运动和气体流动特征.采用移动网格技术来适应活塞运动边界,耦合求解网格运动和气体流动过程,并通过双时间步长方法进行流体运动的时间积分.为了满足几何守恒律(geometric conservation law),对移动网格的法向矢量和表面面积计算进行了修正.不同时刻的活塞位置试验测量结果及欧拉方法预测结果,以及基于简单波理论获得的运动活塞底部气体压力、活塞速度与活塞位置都与当前的ALE方法十分一致.该工作为下一步数值模拟自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管中包括压缩管、激波管和喷管等不同部位的耦合流动提供了基础.

高超声速边界层转捩高速纹影显示

为建立适用于激波风洞边界层转捩测量的高速纹影显示技术,在Ma10条件下,采用高速纹影显示技术,研究了半锥角7°钝锥边界层中第二模态不稳定波的演变特性。试验在中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所(HAI)的FD-14激波风洞上进行。试验来流单位雷诺数为4. 9×106m-1、1. 6×107m-1,模型攻角0°,头部钝度有0. 2 mm、0. 5 mm和2 mm三种。通过对纹影图像灰度进行功率谱密度(PSD)分析得到了第二模态不稳定波的波长,对不稳定波纹影图像进行互相关分析计算了不稳定波的传播速度。基于纹影显示结果计算的第二模态波主频与PCB压力传感器测量结果符合较好,证明了纹影测量的可靠性。

高超声速圆锥边界层转捩纹影显示

为发展高超声速边界层转捩的试验研究手段,在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)超高速空气动力研究所的FD-14激波风洞上开展了基于纹影显示技术的边界层转捩特性研究。试验模型为半锥角为7°的钝锥,头部钝度Rn有2.0和0.5mm两种。试验的名义马赫数为8和10,单位雷诺数变化范围为1.6×10~7～4.4×107 m^(-1),高速相机的拍摄帧频20kHz。纹影显示捕捉到了第二模态不稳定波和湍流斑的空间结构。对纹影图像的灰度分布进行了功率谱密度(PSD)分析,结果表明第二模态波长约为边界层厚度的2倍。对纹影图像序列的分析表明,湍流斑波前传播速度大于波尾,并且略大于边界层外缘速度。

三维管道超声速气固两相流动的CFD/DSMC仿真

采用NND格式求解气相N-S方程,采用DSMC方法模拟固相颗粒运动,数值模拟了三维管道超声速气固两相流场,分析了固体颗粒对流场结构产生的影响。计算结果表明,将DSMC方法与CFD方法相结合是解决气固两相流动问题的一种有效途径。

膨胀管风洞活塞驱动关键技术初步研究

介绍了膨胀管风洞运行原理、组成及其驱动方式比较,对适合于膨胀管风洞的活塞驱动关键技术进行了初步研究。结果表明:采用背负式环向进气的活塞驱动技术方案,可简化活塞驱动器的结构设计,降低活塞驱动器制造难度,节省厂房面积;活塞本体采用分体设计除了降低使用成本外,还可降低撞击力峰值,减轻或避免活塞撞击对设备本体的损坏;隔振和滑动密封连接,降低设备运行冲击载荷对测量结果的影响,提高膨胀管风洞测量数据质量。

高焓膨胀管中压缩管最佳长度设计分析

中国空气动力研究与发展中心超高速所即将建成的高焓喷胀管采用自由活塞驱动,为了能够使该设备有效运行试验时间达到最长,需要对设备中的压缩管长度进行优化。针对压缩管中的自由活塞运动,本文通过数值求解单一组分和混合驱动气体条件下的活塞运动准一维常微分控制方程组,分析了不同试验设计参数和不同驱动气体介质对压缩管定压驱动时间的影响。采用数值解结合脊线(局部极值曲线)理论获得了定压驱动时间局部极值曲面,基于压缩管四种摩尔比例驱动气体(100%H2,85%H2+15%N2,100%He,85%He+15%Ar)和三组压缩比(λ=60,100,140)下的极值曲面,研究发现,定压驱动时间脊线高度随着压缩管的有效长度(初始活塞头部到压缩管末端膜片的距离)和内径之比L/D增加而增加。本文研究最终获得了给定参数条件下满足最长定压驱动时间要求的最佳压缩管长度。