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两电极等离子体高能合成射流流场及其冲量实验研究 被引量：1
1
作者 张宇 罗振兵 +2 位作者 王澈 王林 夏智勋 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期39-44,共6页
两电极等离子体高能合成射流激励器通过腔体内电极间的瞬时电弧放电加热腔内气体,在激励器出口产生压差并喷出高速射流,从而产生反作用力和冲量。针对两电极等离子体高能合成射流响应快、持续时间短的特点,设计了单丝扭摆式微冲量测量系... 两电极等离子体高能合成射流激励器通过腔体内电极间的瞬时电弧放电加热腔内气体,在激励器出口产生压差并喷出高速射流,从而产生反作用力和冲量。针对两电极等离子体高能合成射流响应快、持续时间短的特点,设计了单丝扭摆式微冲量测量系统,并结合高速阴影系统,对两电极等离子体高能合成射流的流场发展过程及其单脉冲冲量特性进行了实验研究。实验结果表明,两电极等离子体高能合成射流响应时间小于10μs,射流持续时间约为1ms,射流前锋最大速度约为190m/s,射流流场发展过程中存在多道强压缩波,并以当地声速向下游传播。单丝扭摆式微冲量测量系统可实现μN·s量级冲量测量精度,单脉冲冲量约为32μN·s,并且在低频状态下射流总冲量随激励器放电频率成线性增加。 展开更多
关键词 等离子体 高能合成射流 微冲量 高速阴影 单丝扭摆
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激励器结构对三电极等离子体高能合成射流流场及其冲量特性的影响 被引量：1
2
作者 张宇 罗振兵 +2 位作者 李海鹏 王林 夏智勋 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期783-789,共7页
等离子体激励器以其结构简单、响应速度快、环境适应性强等优势,已成为主动流动控制技术和流体力学研究的前沿与热点。相比于传统两电极激励器,三电极等离子体高能合成射流激励器具有更高的能量效率,形成射流冲量更大,有望成为新型快响... 等离子体激励器以其结构简单、响应速度快、环境适应性强等优势,已成为主动流动控制技术和流体力学研究的前沿与热点。相比于传统两电极激励器,三电极等离子体高能合成射流激励器具有更高的能量效率,形成射流冲量更大,有望成为新型快响应直接力产生装置。为揭示激励器结构对射流流场和冲量特性的影响规律,进而优化激励器结构参数,利用电参数测量装置、高速阴影系统及自主设计的单丝扭摆式微冲量测量系统对不同射流孔径、腔体体积和电极间距的三电极激励器放电特性、射流流场及其冲量进行了实验研究。为对比激励器在不同工况条件下的工作特性,定义无量纲能量沉积ε和无量纲射流冲量I*,并分析了激励器结构参数对ε和I*的影响。结果表明对于给定无量纲能量沉积ε,激励器存在最优射流孔径;激励器无量纲能量沉积ε和无量纲射流冲量I*随腔体体积增加而减小,随激励器电极间距增加而增加;射流强度及其流场影响区域随腔体体积增加而减小,随激励器电极间距增加而增加。对比不同腔体体积和电极间距工况条件下I*随ε的变化可知,为设计具有较好射流冲量水平的激励器,在相同无量纲能量沉积ε条件下,应尽量增大激励器无量纲射流冲量I*。当设计激励器无量纲能量沉积ε小于初始工况时,应增大初始工况激励器腔体体积使无量纲能量沉积ε降低至设计值;当设计激励器无量纲能量沉积ε大于初始工况时,应增大初始工况激励器电极间距使无量纲能量沉积ε增加至设计值,使设计激励器具有较好的射流冲量水平。 展开更多
关键词 等离子体合成射流 高速阴影 单丝扭摆 结构参数 主动流动控制 能量沉积 射流冲量 射流流场
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离心式喷嘴液膜破碎过程实验 被引量：17
3
作者 刘娟 李清廉 +1 位作者 刘卫东 王振国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期539-543,共5页
为了研究离心式喷嘴出口液膜破碎以及雾化锥角变化规律,对直径2.5~6 mm之间6个不同直径、不同几何特性参数的离心式喷嘴运用高速阴影设备进行实验,喷注压降从0.1~3 MPa,每次实验间隔0.2 MPa。通过实验,得到液膜破碎长度、液膜锥角随喷... 为了研究离心式喷嘴出口液膜破碎以及雾化锥角变化规律,对直径2.5~6 mm之间6个不同直径、不同几何特性参数的离心式喷嘴运用高速阴影设备进行实验,喷注压降从0.1~3 MPa,每次实验间隔0.2 MPa。通过实验,得到液膜破碎长度、液膜锥角随喷注压降、喷孔直径以及几何特性参数的变化规律。随着喷注压降的增加,液膜破碎长度减小,液膜锥角增大,该种类型喷嘴破碎长度在40 mm左右,液膜锥角不大于60°;随着几何特性参数A值增加,同一喷注压降下的液膜破碎长度增大,液膜锥角增加;将液膜锥角实验结果与Abromvich,Lefebvre等理论公式进行了比较,在常用的喷嘴特性参数范围内,液膜锥角的变化趋势与理论公式相吻合,但实验值远小于公式计算值。 展开更多
关键词 离心式喷嘴 高速阴影 破碎长度 液膜锥角
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柴油、甲醇和水三组元乳化液滴微爆过程的研究 被引量：10
4
作者 吴东垠 盛宏至 +1 位作者 张宏策 魏小林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期772-775,共4页
分别采用激光全息摄影技术和高速数字摄影技术观察了柴油、甲醇和水乳化液喷雾在高温高压(773 K,3.1 MPa)环境中发生微爆现象的瞬间和全过程,证实了微爆现象的存在.由于微爆机理的复杂性,尚难以用数学方法准确描述该过程.实验分析表明:... 分别采用激光全息摄影技术和高速数字摄影技术观察了柴油、甲醇和水乳化液喷雾在高温高压(773 K,3.1 MPa)环境中发生微爆现象的瞬间和全过程,证实了微爆现象的存在.由于微爆机理的复杂性,尚难以用数学方法准确描述该过程.实验分析表明:若环境温度处于“最佳温度”范围内,乳化液滴表面首先形成“无水层”,液滴内部形成一个水滴的概率很小,可能形成几个相对较大的水滴,只要其中一个较大水滴的蒸汽压力大于液滴的表面张力和环境压力之和,液滴就有可能发生微爆,微爆不仅与液滴直径、组分的质量分数和组分间的沸点差等乳化液的本身特性有关,而且环境温度和压力的影响也不容忽视.该研究可以为乳化液喷雾微爆过程的数学模拟提供参考. 展开更多
关键词 激光全息摄影 高速数字摄影 乳化液 微爆
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用高速阴影技术研究K9玻璃中的失效波 被引量：8
5
作者 赵剑衡 谭显祥 +4 位作者 孙承纬 赵锋 文尚刚 张希林 段祝平 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期150-156,共7页
用高速阴影摄影技术研究了爆轰加载下K9玻璃样品中波的传播和压缩区内损伤破坏的物理图象和规律。实验中观测到冲击波阵面后有一个移动速度为 2 .1～ 2 .2mm/ μs的黑色阴影区边界 ,即失效波 (Fail urewave) ;实验发现只有当冲击载荷接... 用高速阴影摄影技术研究了爆轰加载下K9玻璃样品中波的传播和压缩区内损伤破坏的物理图象和规律。实验中观测到冲击波阵面后有一个移动速度为 2 .1～ 2 .2mm/ μs的黑色阴影区边界 ,即失效波 (Fail urewave) ;实验发现只有当冲击载荷接近材料的HEL时 ,在冲击波和失效波之间的区域才有少量的微裂纹成核和长大 ,而在冲击载荷较低时却没有观察到 ;同时实验中观测到失效波萌生于被撞击面 ,并在两块玻璃的交界面上观测到失效波的再生。这些结果表明失效波的产生基本与冲击相变无关 ,主要与玻璃样品表面的初始损伤有关 ,换言之 ,失效波是玻璃样品表面微裂纹在冲击波作用下失稳扩展造成的。 展开更多
关键词 高速阴影技术 失效波 冲击波 K9玻璃
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新型自激扫掠喷嘴及其工作特性研究 被引量：2
6
作者 王士奇 温泉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期102-111,共10页
针对涡轮、冲压发动机等空天动力装置对提高燃油雾化性能和油气掺混均匀度的迫切需求,提出一种内含扰流柱的新型自激扫掠喷嘴结构,能够实现0.5mm通径尺度下的自激发扫掠振荡液态燃料喷射。采用高速阴影成像、激光粒径测量等多种实验方法... 针对涡轮、冲压发动机等空天动力装置对提高燃油雾化性能和油气掺混均匀度的迫切需求,提出一种内含扰流柱的新型自激扫掠喷嘴结构,能够实现0.5mm通径尺度下的自激发扫掠振荡液态燃料喷射。采用高速阴影成像、激光粒径测量等多种实验方法,研究了0.5mm特征尺度下,采用水和航空煤油介质时,新型自激扫掠喷嘴的质量流量、工作频率、扫掠张角、雾化粒径等参数随工作压降的响应变化情况。结果表明,此新型自激扫掠喷嘴在较宽的工作压力(0.05~5MPa)内均能够实现稳定的自激发扫掠振荡,产生50°以上的扫掠张角和1600Hz以上的振荡频率,且其扫掠张角和表征工作频率的斯特劳哈尔数St在较宽工作压力范围内保持恒定;与圆孔直射式喷嘴相比,其流量系数提高了12%,雾化能力实现了数量级的提升。本研究初步验证了新型自激扫掠喷嘴在空天动力装置典型应用环境和工况下的应用可行性。 展开更多
关键词 自激扫掠喷嘴 流体振荡器 扰流柱 振荡频率 扫掠张角 高速阴影成像法 马尔文粒径测量
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激光推进流场演化的高速阴影测量方法 被引量：5
7
作者 叶继飞 王广宇 +2 位作者 文明 洪延姬 崔村燕 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1425-1428,共4页
介绍了高速阴影技术在激光推进流场演化诊断过程中的应用。采用了阴影技术和高速摄影相结合的方法,对激光推进流场演化过程进行了考察。由高速相机提供时序零时,控制激光器和闪光源的延迟时间,再对高速相机进行同步曝光,解决了高速阴影... 介绍了高速阴影技术在激光推进流场演化诊断过程中的应用。采用了阴影技术和高速摄影相结合的方法,对激光推进流场演化过程进行了考察。由高速相机提供时序零时,控制激光器和闪光源的延迟时间,再对高速相机进行同步曝光,解决了高速阴影测量过程中高速相机、闪光仪和激光器的时序控制问题,实验获得了清晰的流场演化图像,为进一步研究提供了实验依据和便利条件。 展开更多
关键词 激光推进 流场 演化 高速相机 高速阴影技术
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