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基于NPLS的超声速层流/湍流后台阶流动精细结构研究 总被引:4,自引:0,他引:4
在Ma=3.0低噪声、吸气式超声速风洞中,对台阶高度h=5mm的超声速后台阶流场进行了精细结构测量.通过改变台阶上游壁面的表面粗糙度,实现了超声速层流、湍流两种后台阶流动.采用NPLS技术对流场整体结构的时空演化特性以及4个局部典型区域的细节结构等方面进行了实验研究.瞬态流场揭示了扇形膨胀波系、再附激波、超声速边界层及其分离、再附和恢复等结构的空间特征.通过比较时间平均的结果,可知超声速湍流后台阶流动分离后的膨胀角较大、回流区的长度相对更短,而再附后重新发展的边界层厚度以较小的倾角增长,但两种流动的再附激波角度大致相同.在时间演化上,超声速层流后台阶流动主要表现为K-H涡结构的变形受剪切、膨胀、再附以及三维效应等影响;而湍流后台阶流动则主要表现为大尺度结构在再附点前后受膨胀、黏性以及再附后逆压梯度的作用而倾斜和变形.对局部区域的研究表明,在超声速层流后台阶流场中微弱压缩波与当地对流马赫数和K-H涡结构的诱导作用有关,并且在下游汇聚成再附激波的现象明显;而湍流后台阶流场中则未有明显的压缩波和K-H涡结构,其再附激波的形成主要与壁面的压缩效应有关. 相似文献
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现有的气动光学畸变测量方法, 存在时空分辨率不高、受环境和积分效应影响等问题. 本文提出了一种新的超声速流场气动光学畸变测量方法, 基于自主开发的超声速密度场测量方法, 借助光线追迹法测量超声速流场某一截面对应的气动光学畸变. 与其他测量方法相比, 该方法有3 个显著的优点: (1) 高时空分辨率, 时间分辨率为6 ns, 空间分辨率最高可达微米量级; (2) 可避免传统方法的积分效应, 对感兴趣的局部流场进行研究; (3) 可避免风洞实验段壁面边界层和环境扰动等因素的影响. 采用该方法, 对超声速光学头罩流场的气动光学畸变进行了测量研究. 高时空分辨率的测量结果揭示了精细的波前畸变信息; 对局部流场的研究结果表明, 激波、膨胀波和湍流边界层对气动光学畸变有不同程度的影响; 测量范围的可控性, 使得测量结果免受风洞壁面边界层和环境等因素的影响. 相似文献
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在1962年以来的航天史上,人类首次造访月球的确是一个重要事件。许许多多无人飞行已经探测了我们这个太阳系的几乎全部行里。前苏联的联盟-礼炮号空间站的长期飞行和美国航天飞机的点火发射是近地球探测的里程碑. 航空科技也得到了重大进步。超音速军用飞机的发展推动了商业超音速运输机(SST)。尽管在协和飞机的研究和开发项目开始后不久,美国就退出了,但在 相似文献
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针对高速可压缩湍流流动, 在已有的压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正湍流模型基础上, 引入激波不稳定效应修正, 发展了一个新的可压缩性修正k-ε湍流模型. 新模型采用抑制湍流动能和耗散率方程中湍流动能产生项的方法模化激波不稳定性效应, 压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正采用广泛使用的Sarkar修正模型. 新模型物理意义明确, 形式简单, 可适用于超声速复杂湍流流动. 对自由流动中超声速混合层和复杂的超声速横侧射流干扰流场的多个工况进行计算分析以及与实验结果的比较, 表明本文发展的k-ε模型能抑制过大的湍流动能增长, 预测结果显著优于标准k-ε模型. 对超声速混合层流动, 新模型准确预测到了混合层增长速率随对流马赫数增加而减小的趋势, 与实验结果符合地较好. 对复杂横侧射流干扰流场中的分离流动, 激波不稳定性修正抑制激波区域过大的湍流动能增长, 计算出较宽的激波区域, 从而显著改善了对强分离流动的预测结果. 流体分离越强, 修正模型效果越明显, 即使在强分离情况下, 新模型的预测结果也与实验结果较好吻合. 相似文献
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针对高速可压缩湍流流动,在已有的压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正湍流模型基础上,引入激波不稳定效应修正,发展了一个新的可压缩性修正k-ε湍流模型.新模型采用抑制湍流动能和耗散率方程中湍流动能产生项的方法模化激波不稳定性效应,压力膨胀项和可压缩耗散率的可压缩性修正采用广泛使用的Sarkar修正模型.新模型物理意义明确,形式简单,可适用于超声速复杂湍流流动.对自由流动中超声速混合层和复杂的超声速横侧射流干扰流场的多个工况进行计算分析以及与实验结果的比较,表明本文发展的k-ε模型能抑制过大的湍流动能增长,预测结果显著优于标准k-ε模型.对超声速混合层流动,新模型准确预测到了混合层增长速率随对流马赫数增加而减小的趋势,与实验结果符合地较好.对复杂横侧射流干扰流场中的分离流动,激波不稳定性修正抑制激波区域过大的湍流动能增长,计算出较宽的激波区域,从而显著改善了对强分离流动的预测结果.流体分离越强,修正模型效果越明显,即使在强分离情况下,新模型的预测结果也与实验结果较好吻合。 相似文献
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高超声速巡航飞行性能的优化分析 总被引:1,自引:0,他引:1
高超声速巡航速度获得和维持都要消耗很多燃料, 通过分析它们与飞行参数的关系, 给出了高超声速巡航飞行的最佳速度. 在相同飞行距离下, 高超巡航飞行性能和最小能量弹道的比较表明, 基于火箭动力的高超声速巡航导弹在现阶段很有竞争力. 相似文献
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1907年,维尔伯·莱特和奥维尔·莱特在美国弗吉尼亚州的福特梅尔进行了世界上第一次小时级的升空不间断飞行.
两位著名的飞行先驱,维尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟很可能曾将大量的时间花费在观察鸟类的飞翔上.可以确定的是,在1899年,维尔伯·莱特曾向美国史密森学会以及其他杂志刊物询问有关航空方面的知识和建议.他或许被在北卡罗来纳州基迪豪克沙丘上空翱翔的大鸟所吸引,为何它们具有高高在上的能力?他和奥维尔观察到,鸟类飞行时怎样扇动翅膀,怎样用它们隆起的肌肉控制翅膀和飞行方向.这些都是飞行的关键因素——而不仅仅是翅膀的形状. 相似文献
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空间飞行条件下心肌细胞发生功能减退与微管解聚 总被引:1,自引:0,他引:1
空间飞行对心血管系统具有深远的影响. 但是, 目前关于心肌细胞如何对空间飞行条件发生响应尚未见报道. 本研究报道了空间飞行对体外培养的心肌细胞结构与功能的影响. 神舟六号飞船将原代培养的新生大鼠心肌细胞载入太空, 并于发射后4 h进行在轨激活. 其中8个样品分别于发射后4, 48以及96 h进行在轨固定, 并于飞船返回后进行细胞骨架的荧光染色观察; 另外2个样品未进行固定, 于飞船返回后进行心肌细胞收缩及分泌功能的分析; 地面样品在实验室中进行平行处理. 飞行115 h结束后, 与地面样品比较, 飞行样品中心肌细胞的自发搏动位点显著减少, 同时搏动位点中的细胞收缩频率明显加快, 并失去同步性; 对飞行样品培养液进行的放射免疫检测显示, 飞行细胞的心钠素分泌水平下降59.6%. 对固定样品进行的激光共聚焦显微图像分析显示, 飞行细胞呈现时间依赖性的微管解聚, 而微丝骨架的结构与分布没有明显变化. 总之, 上述结果提示, 空间飞行诱发体外培养的心肌细胞发生功能减退和微管解聚, 对于进一步研究空间心血管功能紊乱的机制提供了细胞学基础. 相似文献
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进入八十年代以来,全世界天文飞行出现的趋势是,以先进的技术提高每次飞行效益,降低发射频数.《空间天文学观测的现状及未来》一文介绍了空间天文观测的现状及对未来天文飞行的新技术要求. 相似文献
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Terrafugia:飞行汽车的原型 Terrafugla被其制造商称为"全球第一辆实现实际飞行的汽车".据悉, 2009年春季的多次飞行实验中,Terrafugia成功实现27次离地飞行.你可以开着这辆"飞车"从某个机场起飞,然后降落在另一个机场,或者把这辆"飞车"停放在自家的车库里. 相似文献