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高焓激波风洞试验技术综述 预览 被引量:1
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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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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》 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
高焓激波风洞有效试验时间的诊断
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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
高焓激波风洞自由流参数测量的数值重建 预览 被引量:2
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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
高焙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... 高焙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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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 预览
5
作者 曾明 冯海涛 +1 位作者 林贞彬 瞿章华 《实验流体力学》 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... 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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二维高超声速钝体激波层紫外辐射的实验观察 预览
6
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 预览
7
作者 唐贵明 袁生学 《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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Performance of Copper Calorimeter for Heat Transfer Measurement in High Enthalpy Shock Tunnel
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作者 WANG Qiu LI Jiwei +2 位作者 LI Jinping ZHAO Wei JIANG Zonglin 《热科学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第4期373-381,共9页
关键词 铜元素 热量计 热含量 热转移 隧道 测量 性能 平均温度
高超声速电离绕流中电子密度的静电探针测量方法研究 预览
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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... 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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高超声速钝锥流场红外辐射实验研究 预览 被引量:2
10
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19.6MPa,总焓15.5MJ/kg,自由流速度约5km/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19.6MPa,总焓15.5MJ/kg,自由流速度约5km/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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高超声速高焓风洞试验技术研究进展 预览
11
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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大尺度高焓激波风洞喷管设计研究
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作者 唐蓓 汪运鹏 姜宗林 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第7期63-72,共10页
激波风洞是开展高超声速飞行器气动力实验的重要地面试验设备,喷管是形成激波风洞试验流场的关键部段.针对大尺度高焓激波风洞,展开轴对称型面喷管设计方法的研究.喷管设计包括无粘型线设计和边界层修正两部分.无粘型线确定后会对其进... 激波风洞是开展高超声速飞行器气动力实验的重要地面试验设备,喷管是形成激波风洞试验流场的关键部段.针对大尺度高焓激波风洞,展开轴对称型面喷管设计方法的研究.喷管设计包括无粘型线设计和边界层修正两部分.无粘型线确定后会对其进行边界层位移厚度的修正.由于喉道处边界层位移厚度相较于特征长度(喷管喉道半径)是一个小量,传统的无粘型线设计方法在进行边界层修正时一般将其忽略.这一假设适用于很多超声速及高超声速喷管.但是大尺度高马赫数喷管需要考虑喉道处边界层的影响.对于高焓激波风洞,高温气体效应以及化学非平衡的影响较大,在喷管设计中不可忽略.本研究对高温气体效应以及边界层进行必要修正,并在数值模拟中考虑化学非平衡的影响.在特征线法的基础上,比热比等特征区关键参数取决于CFD数值模拟的结果.比热比可根据组分信息通过NASA拟合曲线来计算.然后通过叠加计算得到的边界层位移厚度进行迭代的边界层修正.本文利用改进的Sivells法设计Ma17喷管,并对其进行CFD数值模拟.喷管出口高度为2.5 m,总温和总压分别为7400 K, 30 MPa. 展开更多
关键词 超高速高焓激波风洞 喷管设计 边界层修正 高温气体效应 CFD
高焓风洞中带翼钝锥体尾流电子密度的测量与分析 预览 被引量:1
13
作者 廖光 林贞彬 +1 位作者 郭大华 林建民 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期 79-82,共4页
报道了在爆轰驱动高焓激波风洞中开展带尾翼钝锥体电子密度测试的相关研究工作进展。试验气流为4km/s,密度为0.001kg/m3。诊断尾翼对尾流的影响时,为不影响流场并获得足够的空间分辨率采用针状静电探针;实验结果给出带尾翼模型对尾流电... 报道了在爆轰驱动高焓激波风洞中开展带尾翼钝锥体电子密度测试的相关研究工作进展。试验气流为4km/s,密度为0.001kg/m3。诊断尾翼对尾流的影响时,为不影响流场并获得足够的空间分辨率采用针状静电探针;实验结果给出带尾翼模型对尾流电子密度影响的定量结果及受影响的空间区域。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 爆轰驱动 钝锥体 电子密度 尾流
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模型表面温度对光电特性影响的实验研究 预览
14
作者 蒙泽佳 廖光 +2 位作者 郭大华 林贞彬 林建民 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期 52-55,共4页
对在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展烧蚀材料模型表面温度对光电特性影响的实验方法进行了探索。风洞实验状态的驻室总压约为20MPa,驻室总温约为6000K,自由流速度约为4km/s。实验以锑化铟多单元红外成像系统与电离列阵测试装... 对在JF-10氢氧爆轰驱动高焓激波风洞中开展烧蚀材料模型表面温度对光电特性影响的实验方法进行了探索。风洞实验状态的驻室总压约为20MPa,驻室总温约为6000K,自由流速度约为4km/s。实验以锑化铟多单元红外成像系统与电离列阵测试装置为测量手段,用以烧蚀材料为头部的球头钝锥体模型,实验测量激波层中红外辐射的横向剖面分布和壁面附近电离密度的剖面分布,并在烧蚀材料加热和不加热两种情况下进行了对比实验。实验结果表明:烧蚀材料的加热加强了模型头部激波层中的红外辐射,同时也增大了模型表面的电子密度。 展开更多
关键词 高焓激波风洞 风洞实验 红外辐射 电子密度
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正向爆轰驱动高焓激波风洞的数值模拟 预览 被引量:5
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作者 刘长礼 张德良 +1 位作者 胡宗民 姜宗林 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期 425-430,共6页
对充满氢氧可燃气体、带扩容腔的正向爆轰驱动的激波风洞进行了数值模拟.计算采用了欧拉方程,频散可控耗散差分格式(DCD)和改进的二阶段化学反应模型.在扩容腔附近采用二维轴对称计算模型,而在驱动段和被驱动段的直管道部分则采用一维... 对充满氢氧可燃气体、带扩容腔的正向爆轰驱动的激波风洞进行了数值模拟.计算采用了欧拉方程,频散可控耗散差分格式(DCD)和改进的二阶段化学反应模型.在扩容腔附近采用二维轴对称计算模型,而在驱动段和被驱动段的直管道部分则采用一维计算模型.本文分析了爆轰波在管道中的传播、反射和绕射过程.计算结果表明扩容腔的尺寸对爆轰波的传播、反射、汇聚等起着决定性的作用;带扩容腔的正向爆轰驱动的激波风洞能够得到平稳的持续时间较长的气流,提高了实验的精确度和可重复性. 展开更多
关键词 高焓激波风洞 爆轰波 DCD 二阶段化学反应模型
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