平面扩压叶栅流场PIV与三孔尾迹探针对比测试研究

针对PIV技术在暂冲式高亚声速平面叶栅流场中遇到的示踪粒子投放问题，通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳定段前的撒播器，有效地使示踪粒子均匀地与主流混合，并成功开展了某扩压平面叶栅叶片槽道及出口尾迹可视化测量，获得了零迎角、进口马赫数0．2～0．8状态下的二维速度矢量场。为了验证PIV在叶栅流场测试结果的可靠性，在相同工况下，将PIV测量结果分别与数值计算结果和三孔尾迹探针测量结果进行了对比分析。结果表明：采用PIV技术测得的叶栅中截面二维速度矢量场合理地反映了叶片槽道及尾迹的流动结构，与数值模拟结果较为接近；PIV与三孔楔形尾迹探针在叶栅出口尾迹的测量所获得的气流速度和主流区的出口气流角重合性较好；尾迹分离区的出口气流角重合性略差，主要原因是尾迹区气流角超出了探针校准范围，这也说明了PIV测试技术优势。本文提出的PIV测量技术也可用于连续式叶栅风洞中。

动量法翼型阻力飞行测量技术

本文主要对动量法翼型阻力测量的飞行试验技术进行了研究。首先对动量法测量原理和试验飞机进行了简要介绍,然后重点对两种测试设备:尾流探头和尾流耙进行了研究,并提出了相应的飞行试验方法和测试难点。最后初步给出了数据处理方法和不确定因素分析。在国内尚未开展翼型阻力测量方面的飞行试验下,可为今后的飞行试验提供参考。

基于涡流发生器的Ahmed模型分离流被动控制实验

能源危机和环境恶化使人们意识到提高车辆燃油经济性的必要性,从而推动了车辆气动减阻技术的研究。选择具有尾部典型特征的30°倾角Ahmed模型为研究对象,通过在模型尾部安装涡流发生器控制装置,利用七孔探针测试技术研究了涡流发生器不同排列方式对尾流场的控制特性。结果表明,在实验状态下,Ahmed模型尾部存在大范围低压分离区,该分离区长度约为模型总长度的50%,是形成压差阻力的主要原因;涡流发生器排列方式对模型的尾流结构影响较大,当涡流发生器产生的流向涡与模型尾部分离涡运动方向相同时,分离流动控制效果明显,流向涡使得沿车身底层的动量掺混作用增强,模型尾流区的相对压差恢复系数可增加6.94%,尾流区长度降低40%;与之运动方向相反的流向涡会对模型尾部的分离涡运动产生阻碍作用,导致模型尾部流场中的压力降低。

轿车尾流移测试验研究

轿车的尾流结构与其空气阻力、升力与安全性有密切联系 ,为进一步研究轿车尾流结构及验证尾流场数值模拟结果的精确性提供依据 ,需通过试验得到较为全面地反映尾流结构的定量信息。为此 ,进行了红旗CA774轿车 1 10模型的七孔探针尾流移测试验 。

检测流体多参数综合变化探头的研究

对电导率探头检测流体多参数综合变化的基本原理进行了分析 ,测定了该探头的极间距离对其输出信号的影响 ,得出了该探头的温度特性曲线 ,并通过该探头对双螺旋桨推进的水面船模尾流的测量 ,初步探讨了电导率探头对流体温度和扰动强度的响应特性。结果表明 ,操头的信号随流体温度降低而增大 ,并随流体扰动强度增大而降低。

翼吊低平尾飞机尾迹测量研究

平尾是影响全机纵向力矩的首要部件,翼吊低平尾飞机平尾处的流场受到翼身组合体尾迹的影响。为了摸清尾迹的特点,利用七孔探针测量平尾处的动压及下洗角,得到平尾处流场动压损失以及下洗角随飞机迎角变化的气动特点。结果表明:在接近最大升力系数时,平尾处流场动压损失严重,降低了平尾的气动效率,导致全机的纵向力矩失稳。研究结果对大飞机的气动特性优化工作具有指导意义。

进口探针支杆尾迹诱发压气机转子叶片共振的数值研究

为了探究包含支杆直径10mm进口探针的压气机罕见地出现第一级转子叶片动应变超限报警的产生机理,以更换直径8mm+3mm的探针后报警解除的情况作为对比方案,开展了进口探针支杆诱发压气机转子叶片振动的流动机理研究。以试验压气机为研究对象,利用ANSYS APDL命令流语言使用载荷步文件法对该压气机转子叶片进行了单向瞬态流固耦合数值计算。结果表明,两类探针支杆尾迹影响下,压气机转子叶片都发生了共振;引起叶片共振的激振力频率来源于支杆尾迹诱导频率与支杆通过频率的叠加,其中支杆尾迹诱导频率是由支杆尾迹涡脱落与转子叶片通过非同相位所诱导产生;支杆直径减小,支杆尾迹引起的叶片表面激振力减小,使叶片振动应变相应降低。

风机尾流的流场特性实验研究

利用七孔探针流场测试技术,分别对有侧滑角和无侧滑角风机缩比模型的尾流区进行测量,得到尾流效应影响区的测试结果,以及侧滑角对尾流的偏转影响。给尾流数值模拟提供数据参考,并为风场布机方案研究提供技术支持。

分离流动的脉冲热线测量方法研究与应用

A pulsed-wire velocity probe and measurement system is developed in this paper, which is used for measuring separated flows. The experimental Reynolds number based on the model is 3.2×104. Wake reverse regime is measured, and its structure and characteristic is described.

嫦娥四号探测器休眠唤醒控制设计与验证

针对月面环境等因素的影响,容量较小的嫦娥四号探测器蓄电池组无法满足月夜生存的需求.文章结合探测器开展月球探测的工作模式,分析其实施休眠唤醒在能源和温度两方面的约束条件,它们限制了探测器在轨休眠和唤醒的时刻.根据这些条件设计包括休眠控制系统和唤醒控制系统的休眠唤醒电路,解决了探测器月夜生存的需求.电路测试波形显示,该电路可成功实现探测器的休眠和唤醒.在轨验证结果表明,探测器多次实现休眠唤醒,在轨工作正常.

探针支杆尾迹特性对压气机叶栅性能的影响

以圆柱状方向探针为研究对象开展了探针支杆尾部椭圆状修型,采用数值模拟与试验研究相结合的方法分析了探针支杆尾迹特性对压气机叶栅性能的影响。结果表明:探针支杆扰流会增大下游叶栅总压损失和对应叶片的尾迹损失;相比于其他安装位置,支杆安装在叶片通道中部时对下游叶栅气动性能的影响较小。当进口马赫数为0.50时,支杆尾部椭圆状修型可以延缓支杆表面附面层气流分离以大幅降低尾迹强度,从而减小尾迹对下游叶栅流场的干扰;当进口马赫数为0.87时,由于支杆表面出现激波与附面层干涉,使得附面层发生分离,此时进行支杆尾部椭圆状修型不能有效降低支杆尾迹强度,无法减小支杆尾迹对下游叶栅流场的干扰。

尾缘修型对探针支杆尾迹抑制作用的数值研究

为减小压气机试验中探针支杆尾迹对下游被测流场的干扰,以圆柱型探针支杆为研究对象,对其尾缘结构进行椭圆状修型处理,并采用数值模拟方法对支杆尾缘修型进行参数化研究,分析了修型几何参数对支杆尾迹旋涡抑制作用的变化规律。研究表明:支杆尾缘实施椭圆修型后所产生的总压损失随着椭圆长短半轴比值的增大而逐渐减小;当进口马赫数不大于0.50时,尾缘修型可推迟支杆表面附面层的流动分离,降低支杆尾迹掺混损失;当进口马赫数大于0.50时,尾缘修型虽能降低激波强度,但由于未能推迟壁面附面层分离,对尾迹损失抑制作用减弱。

探针支杆尾迹对压气机转子叶片振动特性的影响研究

针对某轴流压气机试验中出现的第一级转子叶片振动应变信号突增现象,开展了不同构型探针支杆尺寸对压气机转子叶片振动特性影响的对比试验。通过对比不同构型探针支杆尺寸、不同安装布局下转子叶片振动信号的变化,证实了进口探针支杆尺寸是诱发转子叶片异常振动的主要原因。同时采用流固耦合数值模拟方法,分析了探针支杆尾迹诱发转子叶片共振的流动机理。研究结果表明:支杆直径为10mm的圆柱形探针诱发转子叶片发生整转速阶次激振的一阶共振,当探针支杆尺寸减小后,转子叶片振动响应水平显著降低。探针支杆诱发压气机转子叶片共振的扰动频率来源于支杆尾迹诱导频率与支杆通过频率的共同作用,支杆尾迹脱落涡会引起转子叶片进气攻角产生大幅值脉动。

锥体后速度场与压力场的测量与分析

利用全流向十七孔压力探针,测量了Re=1.5×10~5与Re=3.0×10~5(基于锥体底面直径),攻角为0°,锥角为60°的圆锥体后流场速度与压力分布,并用烟线法进行了流场显示对比,得到了所述两种来流条件下锥体后流动速度场与压力场的详细实验测量数据.对速度与压力分布特征进行相关分析后,得到了两种来流条件下流场涡量ω与耗散熵产S_f云图.同时发现在两种来流条件下,锥体后流场可明显划分为3个区域.轴向速度V_z沿锥体轴线分布规律非常相似,均存在3个低速极值点,且锥体后流动驻点位置静压力均基本等于环境静压力.

压气机叶片振动超限测试分析

某型航空发动机高压压气机试验件,在静叶角度调节状态、换算转速0.9时进行的性能参数录取试验中,在距喘振边界还有一段距离的状态下,发生了一级转子叶片振动超限。利用试验前在该试验件多级转子叶尖和转子出口安装的动态压力测点测得的叶尖泄漏流和出口尾迹流等复杂涡系的非定常流动数据,分析了导致一级叶片振动超限的不稳定因素的来源。

亚音速流场中三点和五点总温探针测量的研究

采用数值模拟的方法,研究了两种不同结构形式(测点横向与径向布置)总温探针的总温恢复系数的差异、插入探针支杆直径不同时两种总温探针对被测流场的影响差异。数值模拟结果表明:对于三点和五点总温探针,测量时三点梳状总温探针的恢复系数较五点耙状探针更高;保持马赫数不变时,气流温度的升高使总温探针的恢复系数减小;探针支杆直径越大,回流区越长,对下游截面造成的损失越大,若探针支杆上有多根感压管,会减小对流场下游的影响。

混沌动力学方法在等离子体尾迹流场研究中的应用

用混沌动力学方法对多道扫描静电探针的离子饱和电流信号进行分析 ,研究了等离子体尾迹流场 .通过对相关维、Renyi熵和最大Lyapunov指数的分析 ,得到了近尾流场的分层结构 .利用最大Lyapunov指数 ,观测到了在x >10D以后的远尾流场与自由流场相似 .结合探针信号的自相关函数 ,研究流场湍流结构 ,发现近尾可能存在大涡拟序结构 ,而在远尾则没有湍流 .观察到了流场具有一定的间歇特征 ,认为这种间歇性与湍流有关 .结果还表明 ,混沌动力学的分析方法对信号中非周期成分十分敏感 ,在研究等离子体尾迹流场这一类非线性系统时 ,它具有明显的优越性 .