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华中科技大学Φ0.5m马赫6 Ludwieg管风洞设计与流场初步校测 被引量：3
1
作者 黄冉冉 张成键 +4 位作者 李创创 徐冰慧 许多龙 袁先旭 吴杰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期39-48,85,共11页
高超声速风洞是研究高超声速空气动力学关键问题的重要手段,但是常规高超声速风洞建设和运行成本偏高,不利于深入开展高超声速飞行器部分空气动力学基础问题研究。本文以低成本研究型高超声速风洞设计为目标,基于Ludwieg管设计原理,开... 高超声速风洞是研究高超声速空气动力学关键问题的重要手段,但是常规高超声速风洞建设和运行成本偏高,不利于深入开展高超声速飞行器部分空气动力学基础问题研究。本文以低成本研究型高超声速风洞设计为目标,基于Ludwieg管设计原理,开展了Φ0.5 m口径马赫数6高超声速Ludwieg管的气动设计。首先采用数值手段对储气段、快开阀以及Laval喷管设计进行了分析,重点关注了采用弯曲储气段的Ludwieg管风洞非定常启动过程,之后使用皮托耙和皮托管等对风洞实验段的自由来流进行了初步校测。结果表明,采用快开阀主控的Ludwieg管高超声速风洞可以获得良好的流动品质,弯曲储气段虽然会影响膨胀波系的传播强度,但对其传播速度以及风洞的流场品质影响不大;风洞初步校测的数据显示,该风洞的来流马赫数分布品质优良,且来流压力脉动幅值低于德国与美国同类管风洞。该研究为设计低成本、大口径、研究型高超声速风洞提供了参考,可服务于高超声速空气动力学关键气动问题的实验研究。 展开更多
关键词 高超声速风洞 ludwieg管 风洞设计 风洞调校
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组合式宽马赫数风洞设计与流场特性
2
作者 刘中臣 高亮杰 +3 位作者 汪球 辛亚楠 钱战森 赵伟 《气动研究与试验》 2024年第1期29-38,共10页
脉冲型风洞是开展高超声速飞行器研制和气动热力学研究的重要试验设备。本文基于激波风洞和Ludwieg管风洞组合运行原理,突破了高温管外静态加热技术、高温高压气体隔离技术、大口径高温膜片设计技术等系列关键技术,设计建设了FL-63脉冲... 脉冲型风洞是开展高超声速飞行器研制和气动热力学研究的重要试验设备。本文基于激波风洞和Ludwieg管风洞组合运行原理,突破了高温管外静态加热技术、高温高压气体隔离技术、大口径高温膜片设计技术等系列关键技术,设计建设了FL-63脉冲型组合式宽马赫数风洞,设计马赫数范围3.0~10.0,采用双模式组合运行模式,中低马赫数段(Ma 3.0~4.5)采用Ludwieg管风洞运行模式,最高温度可达900K,可复现飞行高度的总焓和总压,有效运行时间大于150ms;高马赫数段(Ma5.0~10.0)采用激波风洞运行模式,有效运行时间大于20ms,最高驱动压力30MPa。本文通过运行方式的灵活组合,兼顾了低马赫数和高马赫数来流的不同模拟需求,实现了宽马赫数范围的试验能力。 展开更多
关键词 组合式风洞 宽速域 激波风洞 ludwieg管风洞 气动热
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一种采用双弯管储气段布局的高超声速Ludwieg管设计 被引量：4
3
作者 赵家权 司马学昊 +3 位作者 黄冉冉 熊有德 余涛 吴杰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期90-100,共11页
高超声速Ludwieg管风洞是开展高超声速空气动力学研究的重要平台之一。但是常规Ludwieg管风洞采用长直储气段,对试验场地需求较大,一定程度上阻碍了基础研究型高超声速试验平台的建设。针对该问题,开展了一种双弯管储气段布局的高超声速... 高超声速Ludwieg管风洞是开展高超声速空气动力学研究的重要平台之一。但是常规Ludwieg管风洞采用长直储气段,对试验场地需求较大,一定程度上阻碍了基础研究型高超声速试验平台的建设。针对该问题,开展了一种双弯管储气段布局的高超声速Ludwieg管气动设计,重点研究了采用双弯管储气段布局的高超声速Ludwieg管风洞非定常启动过程以及弯管储气段布局对管风洞流场的影响,并基于新建成的Φ0.25 m马赫数6高超声速Ludwieg管风洞进行了试验验证。结果表明,试验数据与数值预测一致,在合理设计Ludwieg管弯管与储气段直径比的前提下,膨胀波系在储气段的行进会产生微弱的总压波动,但其对风洞自由来流的影响基本可以忽略不计。 展开更多
关键词 ludwieg管 风洞设计 双弯储气管 高超声速
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双喉道Ludwieg管风洞启动过程及其有效运行时间延长
4
作者 李创创 李志远 +1 位作者 张振辉 吴杰 《气体物理》 2024年第1期58-69,共12页
Ludwieg管风洞是开展高超声速空气动力学实验基础研究的重要平台。但是,快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞长期受快开阀影响,产生不同类型的来流扰动模态。双喉道气动布局可有效消除快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞上游部件的扰动来... Ludwieg管风洞是开展高超声速空气动力学实验基础研究的重要平台。但是,快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞长期受快开阀影响,产生不同类型的来流扰动模态。双喉道气动布局可有效消除快开阀启动式高超声速Ludwieg管风洞上游部件的扰动来源,但是会导致风洞有效运行时间大幅缩短。针对该问题,通过非定常数值模拟对双喉道气动布局高超声速Ludwieg管风洞的启动特性进行研究,然后对第1喷管扩张段与稳定段进行了融合设计,研究了不同扩张角与稳定段组合对风洞启动时间以及流场品质的影响。结果表明,采用减小扩张角组合设计能够使双喉道气动布局高超声速Ludwieg管风洞的有效运行时间提升近20%,并且对下游实验段内的静态流场品质几乎无影响,有效提高了风洞的实验能力。同时,相较于较大的扩张角组合,较小的扩张角设计能够减少约10%的总压损失。 展开更多
关键词 高超声速风洞 ludwieg管风洞 双喉道布局 风洞启动特性 有效运行时间
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Ludwieg管向超声速流域拓展的设计技术 被引量：5
5
作者 吴杰 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期480-492,共13页
Ludwieg管风洞能低成本、高效率地产生低湍流度的高超声速气流,被广泛用于高超声速(马赫数6及以上)基础空气动力学实验研究。尽管Ludwieg管式高超声速风洞逐渐普及,但是基于Ludwieg管风洞管原理建设的超声速风洞并不多见,制约了实验人... Ludwieg管风洞能低成本、高效率地产生低湍流度的高超声速气流,被广泛用于高超声速(马赫数6及以上)基础空气动力学实验研究。尽管Ludwieg管式高超声速风洞逐渐普及,但是基于Ludwieg管风洞管原理建设的超声速风洞并不多见,制约了实验人员对超声速空气动力学问题的研究。本文以拓展德国不伦瑞克工业大学马赫数6Ludwieg管风洞到马赫数3流域为例,详细介绍了串列式喷管Ludwieg式超声速风洞的设计技术。串列式喷管Ludwieg式超声速风洞在传统Ludwieg管风洞的结构基础上额外引入一个Laval喷管(第一段Laval喷管)和稳定段,并重新设计试验段对应的Laval喷管(第二段Laval喷管),最终获得超声速流动。文章首先介绍了串列式喷管Ludwieg式超声速风洞的空气动力设计原理;之后分别介绍了不同部件在这种风洞上的优化设计方法;最后,针对这种风洞的独特设计特点,对其将来的发展方向以及科研应用背景进行了展望。串列式喷管Ludwieg式超声速风洞基于常规的Ludwieg式管风洞改建而成,在继承原Ludwieg管风洞优点的同时,以极低的成本拓展了原风洞的运行速域,极其适合高校和科研机构用于开展超声速空气动力学的基础实验研究。 展开更多
关键词 ludwieg管风洞 串列式喷管ludwieg式超声速风洞 风洞设计 喷管设计
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