湍流等离子体尾迹雷达散射截面的计算及其影响因素分析

针对一阶畸变波Born近似模型 ,深入分析了湍流内外尺度和电子数密度脉动值对雷达散射截面的影响 ,并且给出了关于湍流外尺度的一个经验的 ,能被工程上较好使用的公式。在以上分析的基础上 ,计算了几种高程条件下再入小钝头锥体等离子尾迹的雷达散射截面 ,与已有实验结果进行了对比分析。分析和计算结果表明 ,湍流的外尺度和局部电子数密度值对雷达散射截面值影响较大 ;

N-S方程及其简化形式在圆柱绕流分离点邻域的数学性质

证明了在圆柱绕流分离点的邻域上 ,N- S方程和高智的简化 N- S方程是正则的 ,即存在级数解 ;而 Davis和 ГКП的简化 N- S与经典的边界层方程一样存在

超声速平面钝体流动的快速解法

本文介绍了一种平面流动的快速欧拉方程解法。该方法将原参数非定常欧拉方程组重新组合成以广义黎曼变量表示的欧拉方程组,再用二点二步迎风格式离散求解。针对钝体流动,本文先建立了动网格下的方程,构造了动网格下的算法。提出了一种简单的激波处理方法。计算结果表明,该方法速度快、稳定性好,对初场不敏感。

火箭剩余推进剂排放过程的分析与模拟

为了减少空间碎片的产生,星箭分离后,需要在轨排放火箭末级贮箱内的剩余推进剂,分析表明,排放条件下的推进剂射流进入太空后,立即失稳破碎为大量液滴;液滴在高真空环境下扩散,它们的表面不断有气体分子蒸发,逐渐在箭体周围形成了一个由液滴和蒸气分子组成的羽流场.采取Lagrange方法追踪该流场中每个液滴的运动轨迹以及表面蒸发冷凝过程,利用直接模拟Monte Carlo方法计算蒸气分子的运动和碰撞,然后通过微观量的统计平均获得感兴趣的宏观流场、箭体表面的压力和剪应力分布等.为了检验稀薄蒸气算法、模型和程序,模拟了真空水射流周围水蒸气羽流场,获得的径向Pitot压力分布与Fuchs和Legge的实验数据的符合。在此基础上,分别模拟了CZ-4B火箭末级剩余燃料偏二甲肼在不同排放方式下的三维稀薄蒸气与液滴羽流场。计算表明:原排放方式的扰动力矩相当大,超出了火箭姿控范围,新排放方式的扰动力矩很小,处于火箭姿控范围之内。这些预测得到了飞行遥测数据的支持。

基于平衡流场的再入飞行器电磁散射特性分析

针对高速再入飞行器穿过大气层时产生冗长等离子尾流的特点,综合利用真实气体效应情况下等离子体流场计算方法和移位算子时域有限差分电磁散射建模方法。首先由再入飞行器相关参数得到其周围非均匀等离子体流场的分布情况,然后据此建立含等离子体尾流目标的电磁散射模型。以锥球形目标为例,计算和分析了以零攻角再入时的低频电磁散射特性。结果表明,当飞行器再入速度较高时,等离子体尾流在低频段将显著增强其后向散射,有利于低频雷达探测再入目标。

消除环境温度对倾角传感器性能影响的方法

在气流式倾角传感器的研制过程中,环境温度对传感器性能有不可忽视的影响。根据气流式倾角传感器的敏感机理和流动相似律,设计了一种温度补偿电路,使环境温度与传感器内部热源温度之差保持不变,从而消除环境温度对传感器性能的影响。试验结果表明,这种方法能够实时地对气流式倾角传感器进行补偿,有效地消除了环境温度对气流式倾角传感器性能的影响。

溃坝流的光滑粒子法模拟

用光滑粒子法模拟几种情况的溃坝流动,对坝外无水和有水的情况进行二维模拟,对坝外有立柱的情况进行三维模拟.流动控制方程采用雷诺平均方程模拟溃坝流动的湍流效应,采用混合长度形式的涡粘模式对控制方程进行封闭,推导其相应的光滑粒子形式的方程.模拟结果表明,数值模拟的流动特征与实验结果符合得非常好,说明发展的光滑粒子法有效.

物体入水的光滑粒子法模拟

利用LANS-α(Lagrangian-averaged Navier-Stokes-alpha)模型对传统的光滑粒子法进行改进.通过模拟半浮力和零浮力水平圆柱的入水过程,验证改进的光滑粒子法.模拟结果与实验以及其它数值模拟结果符合的很好,表明改进的光滑粒子法适用于研究物体入水问题.

特定结构振源振动时流体表面波的定向吸引作用

实验中发现三棱柱体在流体表面作低频小幅简谐振动时激发的表面波对漂浮物有定向吸引作用,针对此现象进行了系统实验和深入研究,分析了不同结构振源振动引起的流体表面波动的特性。开展了三棱柱体、四棱柱体、六棱柱体和圆柱体作为振源的实验。结果表明正对棱柱体棱边方向的表面波对漂浮物有吸引作用,而正对棱柱体柱面方向的表面波对漂浮物有排斥作用。吸引作用的大小与棱角的尖锐程度呈非线性关系,棱角越尖锐吸引作用越强。当振源为圆柱体即棱角消失时,表面波对漂浮物没有定向吸引作用。实验发现并验证了特定结构振源振动时产生的流体表面波具有定向吸引作用,研究成果可为水面污染物清理、海上溢油收集等工程应用问题提供帮助。

泰氟龙烧蚀对黏性激波层电子密度的影响

采用黏性激波层基本方程组对有无泰氟龙烧蚀两种情况下的钝锥体化学非平衡绕流作了数值求解,以研究泰氟龙烧蚀对流场电子密度的影响规律.算例结果表明:泰氟龙烧蚀确有降低流场电子密度的效应.平衡催化壁工况下这种效应的强度,显著大于非催化壁工况下的强度;远下游截面处的这种效应的强度,显著大于驻点区的强度.此外,通过计算结果分析,对形成上述影响规律的原因作了初步讨论.

基于流动相似理论的温漂补偿电路设计

环境温度对传感器的性能有影响,尤其是对气流式倾角传感器,由于敏感丝感受的是流场的变化,温度漂移更突出。该文根据气流式倾角传感器的敏感机理,利用粘性流体运动的相似理论,设计了一个补偿电路,该电路通过改变传感器内部热源的温度,使密闭腔内的流动在环境温度变化时保持流动相似,从而达到减少温度漂移的目的。试验结果表明,加上补偿电路后,电桥输出的温度漂移减少超过70%,此电路可减少环境温度对传感器性能的影响。

谐振子几何结构不同导致的水表面波各向异性

利用高速摄像与Tracker视频追踪技术,并结合粒子图像测速处理及数值模拟方法,研究了水波发生振子在周期性振动过程中对水面漂浮物的排斥或牵引作用及漂浮物的运动轨迹,揭示了不同几何结构的振子产生的流体表面波各向异性的现象。实验发现表面波对漂浮物的作用主要取决于振子的几何结构,具体表现为圆柱体振子对表面漂浮物只存在排斥的作用,三棱柱振子在棱柱角的对应方向上对漂浮物存在定向牵引作用且在其他方向上存在排斥作用。进一步研究表明振子几何结构的不同致使其对水表面漂浮物既有排斥也有定向牵引,导致表面波对漂浮物的排斥或牵引现象在不同的波线上呈现各向异性。