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高焓激波风洞试验技术综述 被引量:13
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作者 谌君谋 陈星 +1 位作者 毕志献 马汉东 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期543-554,共12页
高焓激波风洞是研究高温真实气体效应主要的地面模拟设备,基于高焓激波风洞发展的试验技术主要包括驱动技术、流场检测技术和测试技术。决定试验段所能达到的总焓和总压水平的驱动技术,主要包括变截面驱动、多段驱动、轻质气体驱动和加... 高焓激波风洞是研究高温真实气体效应主要的地面模拟设备,基于高焓激波风洞发展的试验技术主要包括驱动技术、流场检测技术和测试技术。决定试验段所能达到的总焓和总压水平的驱动技术,主要包括变截面驱动、多段驱动、轻质气体驱动和加热轻质气体驱动;高焓激波风洞驻室温度高,导致激波管末端和喉道等内流道产生烧蚀并对流场带来污染,并且在高温条件下气体分子发生离解甚至电离,导致试验分析困难;确定试验段自由来流参数和有效时间以及污染气体推迟的流场检测技术,是开展风洞试验的前提条件;高焓激波风洞总焓和总压高,有效试验时间毫秒量级,对测试技术提出了更高的要求。本文综述相关技术的研究进展,重点介绍了气动热/气动力以及流场物理化学参数的测试技术,指出进一步的技术发展方向,以期为大型高焓激波风洞的发展与应用提供参考。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 试验技术 驱动技术 检测技术 测试技术
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马赫数10条件下冲压发动机内氢气燃烧特性试验 被引量:1
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作者 卢洪波 林键 +8 位作者 金熠 陈星 纪锋 吴衡毅 刘春风 王瑞庭 朱浩 杨甫江 韦宝禧 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期27-36,I0001,共11页
针对高马赫数超燃冲压发动机面临的高效燃烧组织挑战,本文提出了一种凹腔后缘激波强化的高马赫数超声速燃烧组织技术,并设计了一套燃烧室采用双侧对称布置凹腔结构的三维发动机试验模型。采用OH*基化学发光光谱诊断与壁面测压相结合的... 针对高马赫数超燃冲压发动机面临的高效燃烧组织挑战,本文提出了一种凹腔后缘激波强化的高马赫数超声速燃烧组织技术,并设计了一套燃烧室采用双侧对称布置凹腔结构的三维发动机试验模型。采用OH*基化学发光光谱诊断与壁面测压相结合的试验手段,在自由活塞驱动激波风洞的名义Ma=10流场中,对凹腔上游横向氢气射流的燃烧特性进行了研究,并讨论了模拟流场的重复性,给出了氢气燃烧演化特征、火焰稳定结构及释热特性。不同车次的总压等流场参数表明试验流场具有较高的重复性,可保障氢气燃烧特性的可复现性。通过观察试验过程中OH*基动态发光特征发现,在高焓激波风洞发动机试验中采用燃料提前喷注的方法使发动机流道在空气主流到来之前充盈大量的氢气,进而在主流到达发动机内的瞬间形成所谓“激波管流动-燃烧”效应,使来流空气与氢气接触面发生自点火与剧烈燃烧,产生显著不同于发动机正常工作情况下的点火与燃烧机制,但随着主流趋于平稳,“激波管流动-燃烧”效应消失,在高总温气流的自点火效应与凹腔后缘的X型激波耦合作用下,火焰稳定在凹腔上游近壁面区的氢气射流尾迹区和凹腔后缘附近的全流场中。通过分析壁面压力分布特征发现,凹腔后缘的X型激波实现了燃烧的强化与火焰的稳定,并获得了最显著的释热压升。这些结果表明高马赫数冲压发动机可利用凹腔后缘X型激波强化燃烧和稳定火焰。 展开更多
关键词 高马赫数 超燃冲压发动机 高焓激波风洞 化学发光光谱诊断 凹腔稳焰
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大尺寸自由活塞激波风洞自由流参数诊断方法
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作者 谌君谋 金熠 +6 位作者 宋华振 文帅 陈星 纪锋 易翔宇 卢洪波 毕志献 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期227-239,共13页
高焓激波风洞自由流具有一定程度的热化学非平衡,使得流场参数的确定存在困难。针对大尺寸自由活塞高焓激波风洞的总温2 700~4 700 K、总压5.6~20.3 MPa条件,采用非接触吸收光谱技术、接触测量技术等测试技术,结合多温度多组分数值模拟... 高焓激波风洞自由流具有一定程度的热化学非平衡,使得流场参数的确定存在困难。针对大尺寸自由活塞高焓激波风洞的总温2 700~4 700 K、总压5.6~20.3 MPa条件,采用非接触吸收光谱技术、接触测量技术等测试技术,结合多温度多组分数值模拟方法,共同诊断喷管名义马赫数10出口自由流的参数。结果显示,温度测量值与计算值最大偏差小于7.5%,速度测量值与计算值最大偏差小于5%,NO浓度测量值与计算中最大偏差小于12%。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 热化学非平衡 自由活塞 测试技术 数值模拟 自由流
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FD-21风洞冲压发动机Ma10流场与乙烯燃烧建立过程 被引量:1
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作者 林键 卢洪波 +6 位作者 王瑞庭 金熠 吴衡毅 纪锋 陈星 杨甫江 韦宝禧 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1788-1799,共12页
针对高焓激波风洞冲压发动机试验过程中流场建立与燃料点火、火焰传播、稳定之间存在强耦合以及风洞膜片烧蚀污染问题,采用壁面测压与激发态OH^(*)/CH^(*)基化学发光光谱诊断相结合的手段,探讨了长2 m、三维曲面压缩、带双侧凹腔的超燃... 针对高焓激波风洞冲压发动机试验过程中流场建立与燃料点火、火焰传播、稳定之间存在强耦合以及风洞膜片烧蚀污染问题,采用壁面测压与激发态OH^(*)/CH^(*)基化学发光光谱诊断相结合的手段,探讨了长2 m、三维曲面压缩、带双侧凹腔的超燃冲压发动机在FD-21风洞Ma10模拟条件下有无乙烯燃料喷注时的流场建立过程,阐述了风洞起动过程中的膜片烧蚀干扰情况,揭示了点火、火焰稳定过程中OH^(*),CH^(*)基时空分布与壁面压力关联特征,精细化给出了冷热态发动机壁面沿程静压分布.无燃料喷注的冷态通流条件下OH^(*),CH^(*)基时空变化图像表明风洞膜片烧蚀污染主要存在于发动机流场建立初期的1 ms内.乙烯喷注时OH^(*),CH^(*)基时空变化发光图像表明发动机流场建立初期2 ms内会产生大量的自由基,之后CH^(*)基浓度下降至相机不可探测范围、OH^(*)基浓度则维持在较为平稳的水平,燃烧趋于动态稳定状态.冷热态发动机壁面沿程静压分布存在倍数差异,乙烯喷注时自喷注位置下游第一个测点开始出现压力跃升、直至尾喷管出口附近才膨胀至与冷态接近,热态壁面压力约为冷态的2倍,冷热态取样时间内的压力波动幅度近似一致、均小于10%,与冷热态压升幅度存在数量级上的差异.这些数据表明FD-21风洞可开展高超声速气流中的乙烯燃烧试验. 展开更多
关键词 高焓激波风洞 超燃冲压发动机 发光光谱 流场建立 乙烯燃烧
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大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆关键技术
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作者 谌君谋 陈星 +3 位作者 易翔宇 孙日明 纪锋 毕志献 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期30-41,I0001,共13页
高焓激波风洞的驱动技术决定了风洞总焓和总压试验能力。重活塞压缩加热技术具有驱动性能强和运行灵活性高等特点,是高焓激波风洞关键驱动技术。针对重活塞发射效能、重活塞与壁面摩擦、膜片破膜等情况带来的大尺寸重活塞难以安全软着... 高焓激波风洞的驱动技术决定了风洞总焓和总压试验能力。重活塞压缩加热技术具有驱动性能强和运行灵活性高等特点,是高焓激波风洞关键驱动技术。针对重活塞发射效能、重活塞与壁面摩擦、膜片破膜等情况带来的大尺寸重活塞难以安全软着陆问题,通过理论分析、动网格数值模拟和试验验证相互结合的手段,分析了重活塞实际运动过程的影响因素,建立了重活塞调谐运行方法,获得了稳定的驱动压力,可为不同的模拟需求提供对应的试验状态。研究了质量为205 kg、275 kg的重活塞在压缩管中运行最高速度分别超过350 m/s、450 m/s的软着陆过程,获得了压缩管末端总压15 MPa、总温3450 K和总压45 MPa、总温4845 K的定压试验状态。本研究解决了大尺寸自由活塞激波风洞重活塞软着陆难题,保障了世界最大尺寸自由活塞驱动的FD-21高焓激波风洞中、质量为数百千克的重活塞、在长度为75 m的压缩管中的运行安全。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 驱动技术 重活塞 软着陆 调谐运行
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高焓激波风洞自由流参数测量的数值重建 被引量:3
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作者 曾明 林贞彬 +2 位作者 郭大华 柳军 瞿章华 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期358-362,共5页
高焓风洞中参数测量本身受到高温非平衡效应影响,单纯依靠实验测量不足以确定详细的风洞自由流参数。本文以JF-10高焓激波风洞为背景,通过喷管-试验段-测量仪模型非平衡流场的连贯计算,开展自由流参数测量的数值重建。在比较分析测量仪... 高焓风洞中参数测量本身受到高温非平衡效应影响,单纯依靠实验测量不足以确定详细的风洞自由流参数。本文以JF-10高焓激波风洞为背景,通过喷管-试验段-测量仪模型非平衡流场的连贯计算,开展自由流参数测量的数值重建。在比较分析测量仪模型绕流场的计算结果和实验测量值的基础上,结合喷管流场的数值模拟结果,共同确定高焓风洞的详细自由流参数。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 高超声速喷管 数值重建 非平衡流
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高焓激波风洞有效试验时间的诊断 被引量:2
7
作者 汪球 赵伟 +1 位作者 余西龙 姜宗林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3534-3539,共6页
高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温真实气体效应以及再入物理问题的有效试验装备,但是激波风洞的试验时间较短,且随着气流焓值的提高大幅降低,仅为几毫秒,因此试验测试数据曲线中有效时间段的分辨十分重要... 高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温真实气体效应以及再入物理问题的有效试验装备,但是激波风洞的试验时间较短,且随着气流焓值的提高大幅降低,仅为几毫秒,因此试验测试数据曲线中有效时间段的分辨十分重要,它直接影响到试验结果的可靠性及精度。鉴于此,采用压力测量、静电探针测量、非接触光学测量和热流测量的方式,针对中国科学院力学研究所JF-10高焓激波风洞16 MJ/kg总焓、7 700K总温的流场状态,对比研究了风洞喷管的起动时间以及有效测试时间。试验结果表明:静电探针测量方法最为有效地分辨了喷管起动时间段、有效试验时间段以及驱动气体的到达;JF-10高焓风洞在16 MJ/kg的状态下,喷管起动时间约为1.3ms,风洞有效试验时间约为2ms。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 有效试验时间 爆轰驱动 静电探针 压力
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粘性相互作用对高焓激波风洞实验段自由流静压测量影响的分析 被引量:1
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作者 曾明 冯海涛 +1 位作者 林贞彬 瞿章华 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-4,共4页
通过理论分析、实验测量和数值模拟,研究高超声速粘性相互作用对实验段自由流静压测量的影响。研究表明:由于粘性相互作用,高焓激波风洞实验段平板静压测量值远高于实际自由流静压。在热化学非平衡流情况下,经典的粘性相互作用参数和经... 通过理论分析、实验测量和数值模拟,研究高超声速粘性相互作用对实验段自由流静压测量的影响。研究表明:由于粘性相互作用,高焓激波风洞实验段平板静压测量值远高于实际自由流静压。在热化学非平衡流情况下,经典的粘性相互作用参数和经验公式具有局限性。 展开更多
关键词 高超声速流 粘性相互作用 高焓激波风洞 实验测量
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高速大钝头体电磁散射特性地面测试技术
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作者 邵忠杰 谌君谋 +3 位作者 林键 陈星 纪锋 姚大鹏 《航天电子对抗》 2022年第4期46-49,共4页
针对高速目标进入大气层过程中周围空气产生的电磁散射特性,利用大尺寸FD-21高焓激波风洞,开展等离子鞘套包履大钝头体模型的电磁散射测量实验。利用矢量网络仪的步进扫描技术,在X波段开展试验,获得自由流速度3 km/s、静压578 Pa条件下... 针对高速目标进入大气层过程中周围空气产生的电磁散射特性,利用大尺寸FD-21高焓激波风洞,开展等离子鞘套包履大钝头体模型的电磁散射测量实验。利用矢量网络仪的步进扫描技术,在X波段开展试验,获得自由流速度3 km/s、静压578 Pa条件下等离子鞘对大钝头体模型雷达散射截面(RCS)的影响。通过大钝头体模型静态RCS测量,获取其有无高速气流状态下的RCS特征信息,在有等离子鞘套包履条件下,大钝头体RCS特性明显增强。 展开更多
关键词 电磁散射 高焓激波风洞 等离子鞘套 雷达散射截面
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高焓流动中电子密度的静电探针测试技术研究
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作者 汪球 黄建栋 +2 位作者 聂春生 赵伟 余西龙 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期500-508,共9页
高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温气体效应以及通讯中断问题的有效地面试验设备.本文在JF-10高焓激波风洞总焓16 MJ/kg、总温7900 K的高超声速试验气流状态下,采用能够获得足够空间分辨率且不影响流场结... 高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温气体效应以及通讯中断问题的有效地面试验设备.本文在JF-10高焓激波风洞总焓16 MJ/kg、总温7900 K的高超声速试验气流状态下,采用能够获得足够空间分辨率且不影响流场结构的针状探针,发展了静电探针测试技术并对10°尖劈模型流场进行了电子密度测量.试验结果表明:研制的探针能够获得模型流场空间电子密度分布规律且具有较好的测量重复性;恒定偏压方法能够获得耦合流场参数的无量纲电子密度,而发展的新型高频扫描电路能有效降低扫描电路中的干扰噪音,提高测量的精度,获得定量电子密度值. 展开更多
关键词 高焓 激波风洞 电子密度 静电探针
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高焓风洞一体化数值模拟及其对气动特性影响
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作者 傅杨奥骁 董维中 +2 位作者 丁明松 刘庆宗 江涛 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第6期1075-1082,1101,I0002,共10页
基于高焓风洞喷管/试验段/试验模型一体化数值模拟的思路,通过数值求解三维热化学非平衡Navier-Stokes方程,开展了JF-10高焓激波风洞典型运行状态下流场的数值模拟,分析了喷管出口及试验段流场的非均匀性,研究了不同模型位置和攻角等试... 基于高焓风洞喷管/试验段/试验模型一体化数值模拟的思路,通过数值求解三维热化学非平衡Navier-Stokes方程,开展了JF-10高焓激波风洞典型运行状态下流场的数值模拟,分析了喷管出口及试验段流场的非均匀性,研究了不同模型位置和攻角等试验条件下,不同数值模拟方法对试验模型气动力/热特性的影响规律。研究表明:1)由于喷管的扩张效应,喷管出口及试验段流场存在一定的非均匀性,在一些情况下,试验模型的流场特性可能会受到影响;2)与传统的将喷管和试验段模型流场解耦的数值模拟方法相比,采用一体化数值模拟考虑了喷管出口气体的扩张特性,可以提高高焓风洞流场数值模拟精度;3)解耦方法与一体化计算方法的差别大小受模型位置、攻角等多种因素影响,试验模型距喷管出口距离和模型攻角越大,解耦方法造成的误差越明显。基于一体化数值模拟的思想,数值计算可以更加深入地理解高焓风洞模拟特点,为风洞试验设计和试验测量数据对比分析奠定基础。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 热化学非平衡效应 一体化 数值模拟 气动力特性 气动热环境
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二维高超声速钝体激波层紫外辐射的实验观察
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作者 余西龙 林贞彬 +4 位作者 竺乃宜 张恒利 郭大华 杨乾锁 林建民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期321-325,共5页
利用光学多道分析仪,在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞上测量了二维钝体驻点的发射光谱.实验结果表明,在200~280nm的波长范围内,辐射主要来自NO的γ系,同时还分辨出了OH的A-X跃迁、N2+的B-X跃迁和烧蚀金属的原子线辐射.
关键词 高超声速飞行器 光学多道分析仪 高焓激波风洞 发射光谱 非接触测量
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激波风洞高焓流动及其驻点对流和辐射热流测量
13
作者 唐贵明 袁生学 曾远金 《流体力学实验与测量》 CSCD 1998年第1期50-55,共6页
在激波风洞中用氢氧燃烧驱动方法获得了总压14MPa,总温高达7200K的高超声速高焓平衡流,可以模拟再入飞行速度4至5km/s的真实气体效应。本文还介绍了高温气流中驻点对流和辐射传热测量技术及其测量结果。
关键词 高焓 高超声速流 激波风洞 驻点热流 辐射热流
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FD-21风洞Ma=10高超声速推进试验技术探索 被引量:5
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作者 卢洪波 陈星 +7 位作者 曾宪政 陈勇富 孙日明 文帅 戴武昊 谌君谋 毕志献 金熠 《气体物理》 2022年第2期1-12,共12页
针对Mach数8以上(Ma>8)冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压... 针对Mach数8以上(Ma>8)冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压模拟流场,同时发展了高时间分辨率吸收光谱测量技术和基于重模型自由飞原理的发动机推阻测量方法.在此基础上,设计了弯曲激波压缩二元发动机,构建了燃料在线供应与喷注控制、模型悬挂与瞬态释放及相关测量一体的试验系统,在所建立的Ma=9.62风洞模拟环境中进行了集成验证试验,定量测得了有/无氢气射流与空气/氮气超声速气流作用下二元发动机的壁面压力、吸收光谱峰值吸收率、轴向力等数据,并利用纹影观测到了进气道唇口与燃烧室部位的波系特征.多次试验所得的壁面压力、峰值吸收率、轴向力随时间变化曲线均存在2 ms以上的平台,表明二元发动机建立了准定常流动.冷热态及氮气对照组对应的壁面压力分布、峰值吸收率、轴向力等数据呈现出了明显不同,且二者规律近似一致,一方面说明所建立的模拟流场、燃烧诊断技术、发动机推阻测量技术是有效的,另一方面也表明二元发动机实现了点火燃烧、获得有效热功转换,为后续相关研究奠定了良好的基础. 展开更多
关键词 FD-21高焓激波风洞 Ma=10超燃冲压发动机 自由射流试验 重模型自由飞技术 吸收光谱测量技术
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热化学非平衡来流条件下热化学模型影响研究 被引量:1
15
作者 韩亦宇 余安远 +3 位作者 刘建霞 丁智坚 赵亮 乐嘉陵 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期61-74,共14页
为研究热化学非平衡来流条件下热化学模型等计算设定对斜激波压缩流动计算结果的影响,针对尖劈构型和相应的前缘钝化构型的高焓激波风洞实验,采用多种计算设定开展详细的数值模拟研究。计算结果表明,计算采用不同热化学模型,以及来流设... 为研究热化学非平衡来流条件下热化学模型等计算设定对斜激波压缩流动计算结果的影响,针对尖劈构型和相应的前缘钝化构型的高焓激波风洞实验,采用多种计算设定开展详细的数值模拟研究。计算结果表明,计算采用不同热化学模型,以及来流设定为振动冻结/平衡/非平衡状态,会导致斜激波激波角等参数存在一定差别,其中激波角差别可达约2%。当来流速度一定时,过斜激波后分子内能增量在平动转动能和振动能上的分配方式的差别决定了激波角的差别。前缘钝化情形下,采用不同计算设定所得激波角之间的关系和尖前缘构型的规律一致;但是,采用不同计算设定所得斜激波到壁面距离之间的关系和尖前缘构型的规律有差别,这源于钝化前缘的激波脱体距离的影响。对于自由来流下的斜激波压缩流动问题,若考虑了分子振动能激发但未考虑热力学非平衡(例如热完全气体模型、考虑空气反应的单温度模型等),就斜激波激波角等参数而言,计算误差比量热完全气体模型计算误差更大。 展开更多
关键词 热化学非平衡 双温度模型 斜激波 前缘钝化 高焓激波风洞实验 数值模拟
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高超声速钝锥流场红外辐射实验研究 被引量:2
16
作者 林贞彬 黄德 +4 位作者 杭建 林建民 郭大华 曾明 葛学真 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期446-451,共6页
报道了在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展的再入流场红外辐射实验研究.风洞的试验状态为: 驻室总压19.6 MPa,总焓15.5 MJ/kg,自由流速度约5 km/s.实验以锑化铟多元红外成像系统为测量手段,以球头钝锥体为试验模型,测量激波... 报道了在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展的再入流场红外辐射实验研究.风洞的试验状态为: 驻室总压19.6 MPa,总焓15.5 MJ/kg,自由流速度约5 km/s.实验以锑化铟多元红外成像系统为测量手段,以球头钝锥体为试验模型,测量激波层与近尾流中红外辐射功率的横向分布剖面.试验数据呈现明显的规律性.试验结果表明,激波层内壁面附近的红外辐射功率较小,中间有一区域辐射较大且相对均匀,激波层外缘辐射单调减小;尾流中红外辐射功率在轴线附近的核心区最大,随着离轴线距离的增大而单调减小. 展开更多
关键词 高焓激波风洞 风洞实验 再入流场 红外辐射 测量技术
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高超声速电离绕流中电子密度的静电探针测量方法研究(英文) 被引量:1
17
作者 汪球 赵伟 +1 位作者 余西龙 姜宗林 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期64-69,85,共7页
高焓激波风洞是开展高超声速电离绕流研究的重要地面模拟设备。在中科院力学所JF-10高焓风洞上通过新的破膜技术获得了稳定运行的试验状态,利用施加高频扫描电压的静电探针来探索模型边界层内的电子密度测量方法研究。为解决高频扫描时... 高焓激波风洞是开展高超声速电离绕流研究的重要地面模拟设备。在中科院力学所JF-10高焓风洞上通过新的破膜技术获得了稳定运行的试验状态,利用施加高频扫描电压的静电探针来探索模型边界层内的电子密度测量方法研究。为解决高频扫描时线路由于RC特性所带来的噪音干扰问题,针对测试环境发展了新的探针电路。结果表明:新型探针电路大大降低了线路干扰噪音,能够有效测量模型边界层内的电子密度分布规律。 展开更多
关键词 静电探针 电子密度 高超声速 高焓激波风洞
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高超声速高焓风洞试验技术研究进展 被引量:21
18
作者 姜宗林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期347-355,共9页
高焓风洞及其试验技术是助力人类进入高超声速飞行时代的基石,近年来取得了长足的进展。本文首先重点介绍了四种典型驱动模式的高焓风洞,即直接加热型高超声速风洞、加热轻气体驱动激波风洞、自由活塞驱动激波风洞和爆轰驱动激波风洞。... 高焓风洞及其试验技术是助力人类进入高超声速飞行时代的基石,近年来取得了长足的进展。本文首先重点介绍了四种典型驱动模式的高焓风洞,即直接加热型高超声速风洞、加热轻气体驱动激波风洞、自由活塞驱动激波风洞和爆轰驱动激波风洞。通过这些代表性风洞的介绍,讨论了相关风洞的理论基础和关键技术及其长处与不足。由于高超声速高焓流动具高温热化学反应特征,风洞试验技术研究还包含着针对高焓特色的测量技术发展。本文介绍了三种主要测量技术:气动热测量技术、气动天平技术和光学测量技术。这些技术是依据常规风洞试验测量需求而研制的,又根据高焓风洞的特点得到了进一步的改进和完善。最后对高超声速高焓风洞试验技术发展做了简单展望。 展开更多
关键词 高焓流动 激波风洞 高超声速飞行器 气动力/热特性 测量技术
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高超声速喷管设计理论与方法 被引量:11
19
作者 汪运鹏 姜宗林 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期257-294,共38页
在高超声速飞行技术领域,特别是涉及到高焓气体流动的研究,高超声速风洞试验仍然是目前最可靠的研究手段.风洞流场的品质是高超声速风洞研发最重要的一项性能指标,其取决于喷管设计采用的理论与方法,也是风洞设计最关注的一项核心技术.... 在高超声速飞行技术领域,特别是涉及到高焓气体流动的研究,高超声速风洞试验仍然是目前最可靠的研究手段.风洞流场的品质是高超声速风洞研发最重要的一项性能指标,其取决于喷管设计采用的理论与方法,也是风洞设计最关注的一项核心技术.针对二维轴对称型面喷管设计,本文首先综述了传统高超声速喷管设计的主要理论和常用方法,它们在高超声速喷管设计中曾经发挥了重要作用,包括理论方法,近似方法和基于两者的修正方法.然后,考虑高温气体效应,分析了高焓喷管设计时面临的困难与问题,从流动介质物性变化、高温边界层发展和非平衡过程效应三方面,综述了国内外在高超声速高焓喷管设计方面的研究进展.最后,对于高焓喷管的设计理论和方法的发展作了展望,期望对于推动我国高超声速高焓喷管设计技术的发展提供一些有意义的启示. 展开更多
关键词 高超声速 高焓气体 激波风洞 喷管设计 真实气体效应
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爆轰双向驱动双状态并行技术的原理性研究
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作者 杨帆 林明月 +1 位作者 胡宗民 韩桂来 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期530-544,共15页
爆轰驱动激波风洞是用来产生高超声速高焓试验气流的地面试验装置,通常分为正向爆轰驱动激波风洞和反向爆轰驱动激波风洞两种.本文针对单独正向或反向驱动模式的不足,提出一种新型的爆轰双向驱动模式,同时利用爆轰波的高能波阵面和泰勒... 爆轰驱动激波风洞是用来产生高超声速高焓试验气流的地面试验装置,通常分为正向爆轰驱动激波风洞和反向爆轰驱动激波风洞两种.本文针对单独正向或反向驱动模式的不足,提出一种新型的爆轰双向驱动模式,同时利用爆轰波的高能波阵面和泰勒稀疏波尾部平稳端,在一次试验中同时实现中焓与高焓两种高超声速试验气流.本文利用高温热化学反应流动数值计算技术,模拟并分析了爆轰双向驱动激波风洞中的关键波动力学过程,数值计算结果表明,爆轰双向驱动技术是可行的,而且正向驱动端和反向驱动端的状态调整具有相对独立性,可以覆盖中高焓大范围跨流域试验能力. 展开更多
关键词 高焓试验气流 爆轰双向驱动 激波风洞 热化学反应流动 缝合界面条件
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