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超声速高温冲击射流注水流场实验研究 被引量:6
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作者 姜毅 周帆 张学文 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期32-36,共5页
为了降低发动机羽流冲击流场的温度,减弱其对发射装置的冲击和烧蚀作用,对超声速高温冲击射流的注水流场开展了实验研究。通过高速摄影和红外热像仪两种非接触式测量设备对无注水和注水两种状态下的冲击流场进行了对比拍摄,并且使用热... 为了降低发动机羽流冲击流场的温度,减弱其对发射装置的冲击和烧蚀作用,对超声速高温冲击射流的注水流场开展了实验研究。通过高速摄影和红外热像仪两种非接触式测量设备对无注水和注水两种状态下的冲击流场进行了对比拍摄,并且使用热电偶对底板冲击区的温度进行了测量。对注水两相冲击流场的结构和温度场分布进行了深入分析和研究,并与无注水状态下流场进行对比,得出了通过注水方式可以减少核心区长度和面积,降低迎气面温度,减弱其热冲击烧蚀效应的结论。 展开更多
关键词 超声速冲击射流 注水 热烧蚀 温度分布 流场结构
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超声速高度欠膨胀冲击射流的大涡模拟 被引量:5
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作者 刘海 姚朝晖 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期80-85,共6页
冲击射流广泛应用于短距起飞垂直降落飞行器(SVTOL)等航空航天领域。本文采用大涡模拟方法对高度欠膨胀的超声速冲击射流的流场进行了数值模拟。本文数值模拟得到了高度欠膨胀冲击射流流场中的激波结构和内外剪切层中不同尺度的涡结构... 冲击射流广泛应用于短距起飞垂直降落飞行器(SVTOL)等航空航天领域。本文采用大涡模拟方法对高度欠膨胀的超声速冲击射流的流场进行了数值模拟。本文数值模拟得到了高度欠膨胀冲击射流流场中的激波结构和内外剪切层中不同尺度的涡结构。数值结果观察到了马赫盘的振荡,以及在斜激波、马赫盘及大尺度涡结构的共同作用下,射流内外剪切层之间的环形激波的生成与消失的周期过程。并对流场内剪切层的涡结构的演化进行了研究,数值结果显示内剪切层的大尺度涡结构的形成与马赫盘的振荡相关,在内外剪切层的作用下形成了壁射流区内外交错的涡结构。 展开更多
关键词 冲击射流 大涡模拟 内剪切层 流场结构
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超音速冲击射流离散频率噪声的屏蔽抑制方法 被引量:1
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作者 韩标 姚朝晖 许宏庆 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期1-4,共4页
根据导致超音速冲击射流离散频率噪声的反馈机理 ,提出了一种能够有效地破坏反馈环的形成 ,从而抑制超音速冲击射流离散频率噪声的喷嘴屏蔽方法。这种方法是通过阻隔反馈波使其不能到达喷嘴唇口从而破坏反馈环、同时屏蔽罩不与射流接触... 根据导致超音速冲击射流离散频率噪声的反馈机理 ,提出了一种能够有效地破坏反馈环的形成 ,从而抑制超音速冲击射流离散频率噪声的喷嘴屏蔽方法。这种方法是通过阻隔反馈波使其不能到达喷嘴唇口从而破坏反馈环、同时屏蔽罩不与射流接触来实现降噪的目的的。本文介绍了这种方法的基本思想并提出了屏蔽罩的设计要点。实验结果表明 ,对于合适的屏蔽罩的参数 ,降噪效果达 5分贝以上。应用LDV方法对超声速射流轴线速度进行了测量和比较 ,发现应用屏蔽降噪方法以后射流轴线速度显著增加 ,核心区长度增加 5 0 %左右。分析表明这种降噪方法对射流冲击障碍物的推力和除尘除水效率的提高有帮助。 展开更多
关键词 屏蔽抑制 超音速冲击射流 离散频率噪声 反馈环 LDV 降噪 屏蔽罩
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屏蔽罩和微射流对超声速冲击射流的降噪研究 被引量:2
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作者 姚朝晖 侯修洲 郝鹏飞 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期25-28,60,共5页
利用实验手段研究了超声速冲击射流在屏蔽罩或微射流控制下的流场和声学特性。远场噪声测量结果表明,对于超声速射流利用微射流或者屏蔽罩方法,不仅可以明显地消除冲击单音,而且还可以降低宽频噪声。为了理解这两种降噪控制方法的物理机... 利用实验手段研究了超声速冲击射流在屏蔽罩或微射流控制下的流场和声学特性。远场噪声测量结果表明,对于超声速射流利用微射流或者屏蔽罩方法,不仅可以明显地消除冲击单音,而且还可以降低宽频噪声。为了理解这两种降噪控制方法的物理机理,利用粒子图像测速技术(PIV)检测了有无控制方法时的流场情况。PIV结果显示,对于超声速冲击射流当有屏蔽罩或微射流时,流场中的大尺度结构明显地减少了。说明这两种方法都能削弱超声速流场中反馈环的形成,因而降低了超声速冲击射流的不稳定性。 展开更多
关键词 超声速冲击射流 降噪 屏蔽罩方法 微射流 PIV
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超声速弱欠膨胀冲击射流流场结构 被引量:2
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作者 崔新光 姚朝晖 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期684-689,共6页
为了对超声速弱欠膨胀冲击射流的流场结构细节进行研究,使用大涡模拟方法对其进行了数值模拟。利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N-S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-kutta法。亚格... 为了对超声速弱欠膨胀冲击射流的流场结构细节进行研究,使用大涡模拟方法对其进行了数值模拟。利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N-S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-kutta法。亚格子尺度模型采用的是修正Sm agorinsky涡粘性模型。通过与经典的冲击射流实验比较,证明了程序的可靠性。数值模拟得到了剪切层以及壁面射流中的涡结构和主射流中的激波结构,并且在此基础上对涡合并和板前激波和涡干扰现象进行了深入研究。发现涡合并现象主要出现在流场的上游,越往下游出现的几率越小;涡和板前激波的相互作用会引起激波位置和强度以及冲击平板上冲击区的压强的显著变化,同时也会导致涡的变形。 展开更多
关键词 超声速冲击射流 紧致格式 大涡模拟 涡合并 激波涡干扰
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超声速中等欠膨胀冲击射流的涡声关系研究 被引量:1
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作者 崔新光 姚朝晖 张锡文 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期169-176,共8页
使用大涡模拟方法对冲击面为平面的超声速中等欠膨胀冲击射流进行了数值模拟.利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N-S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-Kutta法.通过与经典的冲击射流实... 使用大涡模拟方法对冲击面为平面的超声速中等欠膨胀冲击射流进行了数值模拟.利用三阶迎风和四阶对称紧致格式对无量纲化轴对称可压缩滤波N-S方程进行空间离散,时间上推进采用的是三阶精度的TVD型Rugge-Kutta法.通过与经典的冲击射流实验比较,证实了程序的可靠性.数值模拟得到了流场中不同尺度的涡结构和激波结构,观察到了上行声波和反射波以及流场中不同位置的声源,分析了冲击区剪切层附近区域的压强和涡旋转强度变化的频率、冲击平板上的压强变化频率以及射流剪切层中不同位置的涡合并出现的频率,发现冲击区剪切层附近区域的压强和涡强度变化以及射流剪切层中的涡合并现象和离散频率的冲击单音有重要关联. 展开更多
关键词 超声速冲击射流 紧致格式 大涡模拟 涡合并 冲击单音
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超声速欠膨胀冲击射流数值模拟
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作者 李恩义 乐贵高 +2 位作者 马大为 张英琦 何强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第2期97-101,107,共6页
超声速欠膨胀冲击射流有着重要的实际应用价值,如S/TOVL飞行器、火箭发射、除尘等。其流场结构复杂,包含间断激波、反射激波、马赫盘、滞止泡以及冲击平面传热不同于亚声速冲击射流的特点。为了分析超声速欠膨胀冲击射流流场和传热,采... 超声速欠膨胀冲击射流有着重要的实际应用价值,如S/TOVL飞行器、火箭发射、除尘等。其流场结构复杂,包含间断激波、反射激波、马赫盘、滞止泡以及冲击平面传热不同于亚声速冲击射流的特点。为了分析超声速欠膨胀冲击射流流场和传热,采用有限体积法,结合k-l湍流模型以及二阶精度的TVD格式进行数值模拟:对比实验和k-ε湍流模型的努赛尔数,得出k-l湍流模型在传热问题中更具优势;对比阴影图和计算密度云图以及对比冲击平面压力系数的实验值和计算值,验证了k-l湍流模型模拟超声速欠膨胀冲击射流流场的合理性;采用k-l湍流模型研究3种冲击高度(3D,6D,10D),3种压比(2.0,3.4,4.4),3种喷管总温(493 K,591 K,580 K)下,冲击平面温度分布。数值研究结果对分析超声速欠膨胀冲击平面的烧蚀有一定的指导意义。 展开更多
关键词 超声速欠膨胀冲击射流 TVD格式 k-l湍流模型 传热 压力系数
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类火星环境中火箭起降过程喷流影响研究
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作者 林晓辉 秦曈 +2 位作者 李宗儒 杜涛 许常悦 《宇航总体技术》 2023年第6期12-23,共12页
采用尺度自适应模拟(Scale Adaptive Simulation,SAS)方法对火箭在起降过程中喷流的地面效应进行了数值研究,对比分析了在海平面和类火星环境下的喷流冲击倾斜地面和水平地面时的流场结构以及喷管的侧向载荷。在海平面环境下,喷管内部... 采用尺度自适应模拟(Scale Adaptive Simulation,SAS)方法对火箭在起降过程中喷流的地面效应进行了数值研究,对比分析了在海平面和类火星环境下的喷流冲击倾斜地面和水平地面时的流场结构以及喷管的侧向载荷。在海平面环境下,喷管内部出现流动分离,喷管内壁压力先减小,在分离点处压力达到最低点,然后压力增加至环境压力。喷流冲击倾斜地面时具有更强烈的流动不稳定性,喷流出现明显的时间演化现象。在类火星环境下,喷管内部不发生流动分离,内壁的压力沿着流向逐渐减小。喷流冲击倾斜地面时,在喷管出口的外侧形成了上下移动的马赫盘;喷流冲击水平地面时,喷流和地面反弹气流相互作用,阻碍了马赫盘的形成。研究结果还表明在类火星环境和海平面环境下,喷流冲击倾斜地面时喷管内壁温度均上升。研究结果将为火箭回收和火星着陆的方案选取提供参考。 展开更多
关键词 超声速喷流 壁面效应 火星着陆 尺度自适应模拟
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