攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟

临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。

气液两相旋喷射流流场特征及其影响因素研究

为揭示不同因素对带气环旋喷射流流动特征的影响规律,基于Mixture多相流模型和RNG k-ε湍流方程,对不同喷嘴结构参数和关键工作参数工况下气液两相旋喷射流流场进行了数值模拟,分析了射流轴心速度及射流冲击靶体作用压力的分布特征。结果表明:当喷嘴出口直径为2.5 mm、收敛角为20°时,射流收敛性好且速度衰减慢,对靶体冲击作用压力最大,射流压力30 MPa时在0.6 m处冲击靶体压力达到最大值(27 MPa)。射流轴心速度与冲击靶体作用压力均随射流压力的增加而增加,但射流压力过大时射流发展后期波动剧烈;高速气环能抑制射流能量衰减,使射流核心段长度随气体速度增大而增加,但气体速度过大时射流冲击性能提升反而不明显。研究结果可为旋喷作业的喷嘴结构优化和工艺参数选取提供参考。

大功率LED用微喷射流冷却系统的实验研究

将封闭微喷射流冷却系统应用于发光二极管(LED)散热,实验研究了该系统对高功率LED的散热冷却效果。实验过程中,通过测试LED芯片组中各点的温度,研究了该冷却系统的效果。实验测试表明:在环境温度为25.6℃,LED芯片组输入电功率为2.45 W时,如果不采取散热措施,LED芯片在开始工作1 min后其温度迅速上升到72℃,而当本冷却系统开始工作后,其温度快速下降到34.81℃。当LED芯片输入电功率为9.3 W时,其热流密度为14.53 W/cm2,该冷却系统依然能迅速地把LED芯片温度降到54.34℃。

高压旋喷工艺中喷射流切割效果影响因素的研究

高压旋喷工艺中高压喷射流对土体介质的切割破坏是其核心技术,但以往对该问题的认识与研究仍然停留在定性阶段。借助物理模拟试验和数值模拟两种手段,对影响高压喷射流的切割效果有关因素进行了定量研究,得出了有益的结论,研究思路与成果可为同类问题提供借鉴与参考。

基于大涡模拟和声比拟的喷射流噪声时域预测方法

结合大涡模拟(LES)湍流模型和声比拟(AA)方法,对排气喷射流噪声进行了全尺寸三维仿真研究,该方法兼顾了计算量与求解精度的需求,弥补了二维仿真模型在非均匀流场描述能力上的不足,并通过试验验证了仿真结果的正确性。排气喷射流噪声以低频噪声为主,其声场具有较为明显的空间指向性,形态与喷射流场相吻合,越靠近势核和湍流混合区域,噪声越强。排气尾管的管口形式对流噪声具有明显的影响,相同流速下,由于扩张管式尾管的尾流沿径向扩散,使得其管口附近的流噪声要高于普通直管3~5dB。

微喷射流强化尾喷流混合的三维数值模拟

尾喷流是飞行器主要的红外辐射源之一,采用微喷射流技术能够对尾喷流红外辐射进行有效控制.对将微喷射流技术用于尾喷流混合进行数值模拟,研究结果表明:采用微喷射流技术后,在尾喷流中形成流向涡,强化了尾喷流与周围空气的掺混,高温核心区面积减小,并且发现微喷射流的出口横向尺寸和微喷射流在主喷流中的穿透深度是影响掺混的决定性因素.

冷等离子体喷射流对甲烷二氧化碳重整用Ni/Al_2O_3催化剂的还原机制

采用理论计算与实验相结合的方法研究了常压冷等离子体喷射流还原Ni/Al2O3催化剂的机理.首先,在假设还原过程是H原子起主导作用的基础上,依据对冷等离子体喷射流的放电特性分析,计算得到H2的理论解离度和催化剂理论还原时间.其次,采用X射线衍射表征及活性评价的手段,考察了等离子体制得催化剂还原过程及实际还原时间.结果表明,理论结果与实验结果基本一致.

用于同轴喷射流引起的温度振荡数值模拟的湍流模型有效性研究

本文采用Fluent软件对同轴喷射流冷热流体搅混引起的三维温度振荡现象进行数值模拟。模拟中,分别选取几种代表性的湍流模型,如大涡模拟(LES)、雷诺应力模型(RSM)及标准k-ε模型。并将模拟结果与实验结果进行了对比,发现:LES是最适合预测冷热流体搅混特性的模型;LES可准确预测温度振荡在半径、高度和方位角方向的平均温度,而雷诺平均法(RANS)的结果则延长了流体的混合过程;LES可预测流体的瞬态温度振荡,RANS则无法预测。

BISQ模型中岩石喷射流对井孔声导波的影响

用B iot-喷射流统一模型(B ISQ模型)模拟孔隙地层,研究岩石喷射流对充流体井孔中声导波传播特点的影响.数值结果表明,顾及喷射流机制后,单极、偶极和四极声源激发的井孔导波的衰减都增大,激发幅度变小,但它们的频散特性几乎不受喷射流的影响.

喷嘴孔对液体喷射流振动分散的影响

为控制小颗粒UO2微球的尺寸,采用了振动控制液体喷射流分散过程的方法,研究了喷嘴的孔型、孔径等参数对分散的影响。结果表明:具有圆锥型导孔的孔型比具有圆柱型导孔的孔型,小孔径比大孔径更有利于通过振动实现喷射流的均匀分散。

液体旋转和喷射流体的流场分析及其应用

研究液体喷射流体和旋转雾化流体的流场结构。依据Prandtl理论导出半空间自由射流束宽度和射流速度的算式。观察旋动雾化流体流动的工况 ,通过实验测量自由射流束的宽度张角及旋转雾化流体的参数。文中的研究结果在环境工程治理及工业上得到应用。

可压缩气体合成喷射流数值模拟

为了更深入地研究合成喷射流性能与激励器结构参数的关系,在考虑气体可压缩性质的条件下,对合成喷射流进行了理论分析,得出了合成喷射流性能与激励器结构参数的函数关系式,并采用动边界条件模拟实际压电膜的振动,对合成喷外部射流场和激励器腔体内部射流场进行了联合数值模拟.计算结果与已有的实验结果及理论分析结果吻合较好,验证了该数值模拟方法的可行性.

响应面优化喷射流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解的研究

利用喷射流空化-机械研磨协同设备强化大豆粕蛋白溶解。利用单因素实验和响应面实验优化了喷射流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解工艺条件,测定了喷射流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白水溶液的表面活性性能。结果表明:喷射流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白溶解最优工艺条件为喷射流空化压力0. 42 MPa、喷射流空化时间62 min、喷射流空化温度55℃、喷射流装置入口角度30°-出口角度40°、料液比1. 5∶100、机械研磨转速2 000 r/min、机械研磨时间30 min,在此条件下大豆蛋白溶解度为1. 808 mg/m L;喷射流空化-机械研磨协同强化大豆粕蛋白水溶液具有一定的表面活性。

撞击-喷射流空化强化大豆粕蛋白溶解的研究

利用撞击-喷射流空化协同强化大豆粕蛋白溶解。通过单因素实验、响应面实验设计优化了撞击-喷射流空化强化大豆粕蛋白溶解工艺条件,测定了撞击-喷射流空化协同强化大豆粕蛋白水溶液的表面活性。结果表明:撞击-喷射流空化协同强化大豆粕蛋白溶解的最优工艺条件为撞击-喷射流空化压力0. 45 MPa、撞击-喷射流空化时间65 min、撞击-喷射流空化温度58℃、入口角度-出口角度组合30°-40°、料液比1. 5∶100,在最优条件下大豆粕蛋白溶解度由0. 780 mg/mL提高到1. 737 mg/mL;撞击-喷射流空化协同强化大豆粕蛋白水溶液具有一定的表面活性。

超流氦中喷射流流场的PIV可视化观察

利用粒子成像测速仪(PIV)对射入到超流氦液浴中的喷射流的初始发展阶段进行观察,主要考察了流型和流场分布状况,旨在分析通过喷射流来实现的示踪粒子投放过程的实际效果及其对测量精度的影响情况.超流氦液浴温度为1.8K,示踪粒子为1.7μm直径的复合物粒子,高速相机拍摄的相邻照片间隔时间为3ms.实验中观察到的喷射流具有一抛物线形状的流型,与正常流体中观察到的喷射流具有一定的相似性.速度场分析结果也显示,射流内的速度场分布远不如正常流体中均匀和规律变化,其中存在许多局部的涡旋流.沿着射流方向上速度的波动幅度越来越小,平均速度在行进了约35mm后降至2mm/s量级.

流化床中下喷射流穿射深度研究

对气固流化床中气体下喷射流穿射深度进行了实验及理论探讨，利用湍动射流理论和流体力学理论,给出了床中射流深度的表达式,其结果与实验数据相比较拟合较好。同时还讨论了喷口直径，喷射斜角，颗粒性质对射深的影响。实验用空气—FCC体系和空气一硅胶体系，喷口气速为15m/s～90m/s，喷口直径为5mm和8mm。

基于喷射流泥沙采集器的沉积层粒子特性对流化特性的影响

Nozaki开发出一种以流体为载体,带有喷射口与吸入口的喷射流式泥沙采集器.利用尺寸、密度不同的颗粒物在多相流体中的运动特性,该装置可实现颗粒物如泥沙、谷物的采集和分离.该装置通过喷射流体搅动泥沙沉积层并使其流化,之后通过吸引流将泥沙颗粒收集.喷射、吸引、采集及分离等过程受到装置的结构、沉积层中粒子的物理特征等诸多因素的影响.本工作采用喷射口直径6mm,吸引口直径30mm的实验装置,以水为流体载体,设定相应的喷射流和吸引流流速,选择密度(2520~2587kg/m3)相近的直径在37.5~855mm之间的球形玻璃和大小相当的火山灰粒子为被采集物.针对两种粒子的沉积层对流化域体积、流化域表面的最大半径的影响,喷射流和吸引流对沉积层作用时间对流化域体积的影响等进行了实验研究.结果表明,最佳流化特性出现在200mm的粒子,其流化特性与粒子形状特性无关.尽管两种粒子的流化域体积相近,但是流化域表面半径差异较大.

入口速度比对同轴喷射流三维温度振荡影响的实验研究

实验测量同轴喷射流模型三维温度场和二维速度矢量场,分析不同入口速度比对三维温度振荡的影响。实验结果表明:R<1时,冷热流在底部完成了混合行为,平均温度不呈轴对称分布,而R≥1时,呈轴对称分布,但流体瞬态温度不呈轴对称分布。随着R的增加,冷流随高度增加温度上升的梯度减小,而热流温度下降的梯度则增大;R>1时,流场温度振荡强度小于R≤1的,其强温度振荡发生在冷热流之间和热流与环境流之间的区域。不同R下,温度振荡主要频率均分布在7Hz以内。

叶片尾缘有喷射流的时栅流场的流动规律研究

本文针对叶栅尾缘有喷射流的两种进口条件下，进行了五组不同尾缘喷射角三种喷射流量的叶栅实验，应用激光频闪片光源，定量测量了尾缘喷射流对叶栅出口区流场参数与对尾迹的影响。通过仔细的实验与观察，获得了流体流动的结构，落后角及尾迹流动的特性，经过分析得出了一些叶片尾缘有喷射流时叶栅出口流场的流动规律，提出了工程设计中需要考虑的新的设计参数。

VTI孔隙地层喷射流机制对井孔导波频散与衰减的影响

采用同时考虑Biot流动和喷射流动机制的横向各向同性BISQ模型模拟横向各向同性孔隙地层,理论求解该地层中多极源激发的裸眼井孔导波声场,通过数值求解井孔复频散方程的复根获得最低阶导波的相速度和衰减系数,并考察了特征喷射流对充流体井孔中Stoneley波和弯曲波传播的影响.结果表明:考虑喷射流机制后,喷射流变化不影响Stoneley波和弯曲波的频散,但衰减均显著增大;其衰减随水平和垂直特征喷射流长度变化的趋势相反,其中弯曲波的衰减特性在低频段和高频段的变化规律还发生反转.