热毛细对流表面波空间实验研究

来源 :第九届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:drg45tg54h4h
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  本项目利用SJ-10返回式卫星空间实验机会,开展对纯热毛细对流机理问题的研究,研究热毛细流动体系的失稳和转捩过程,研究有自由面热毛细流体的体积效应、振荡现象、及对流模式转换问题。它们是热毛细对流从层流到混沌转捩过程中的一个重要的基本特征,该问题属于基础研究,对于强非线性流动过程的研究具有重要的科学意义。
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以中国空气动力研究与发展中心0.55m×0.4m航空声学风洞的φ0.9m轴流风扇为研究对象,以试验研究的方式,固定风扇整流罩尾罩长度,变换不同的尾罩末端截断圆直径,测试不同罩尾罩试验件对应的风扇段入口及出口压力分布,获得不同尾罩对应的风扇段入出口流动特性及风扇段气动效率.
本文通过实验的方法,使用基于等离子体激励器产生的流向涡控制湍流边界层以达到减阻的目的.两种基于介质阻挡放电的等离子体激励器方案被用来产生沿壁面的流向涡.激励器下游的局部减阻率通过热线风速仪进行测量.垂直于流向平面内流向涡的发展和相互作用由TR-PIV捕捉.最大局部减阻率可以达到55.5%.由于低速条带的抬升是湍流产生的直接原因,等离子体激励器产生的流向涡抑制了低速条带不稳定性,减弱了近壁面区的准流
本文详细给出了在低速风洞中,采用绳系并联机器人(Wire-driven ParallelRobot with 8 cables,WDPR-8)支撑模型,研究用强迫振荡法测量模型动导数的可行性。试验采用SDM动态标准模型,将杆式六分量应变天平内置入SDM中测量模型的气动力和力矩,建立了适用于绳系并联机器人支撑系统的模型运动控制系统和数据采集系统。
高速列车交会、过隧道和路旁建筑等问题的实验研究需要动模型试验台来完成。国内外的动模型试验台的加速方法主要有两种,一是橡皮绳储能,另一是压缩空气储能。橡皮绳拉紧后释放时施加在模型上的作用力随位移线性减小,而压缩空气通过气缸直接驱动模型加速时作用在模型上的力随位移“跌落”性减小。
“物理大厦”仍缺少大气灾害旋流生成、移动和消失规律的理论。本文对存有悖误并不清晰完整的现代地球转动相对偏移理论-科里奥利理论进行分析和完善,这是创立旋流物理学必需逾越基础障碍之一。
在多股线缆弯曲刚度测量方法的基础上,本文提出了一种计入结构自身重力影响的输流软管弯曲刚度测量方法,并详细推导了试验分析必须的刚度计算公式。试验测量原理为试验段结构的受力变形量与结构弯曲刚度之间的关系,即通过结构受力平衡方程推导得到输流管试验段的变形曲线表达式,再根据变形量与弯曲刚度之间的关系式反推出结构的弯曲刚度值。
通过理论推导提出了一种评价高速流动PIV示踪粒子随流能力的松弛特性分析模型,在法向马赫数大于1.4时具有良好的适用性.将新模型应用于试验测量,发展了高速流动PIV系统和示踪粒子布撒技术,验证了高速流动PIV的定量化测量能力.
本项目研究同向等强涡对在受地面效应影响下的演变和融合过程。研究通过使用回流式水槽对同向等强涡对及其周边流场开展PIV实验研究,深入分析涡对在近壁环境下的运动轨迹及融合的物理规律。研究发现,当涡对处于近地面位置时,地面附近出现由主涡诱导产生的涡层,随着诱导速度及压力梯度的持续增加,涡层脱离地面并产生二次涡结构。受地面效应和二次涡的影响,主涡对出现明显的侧滑及反弹,同时涡对旋转与融合的速度也随之加快。
深入研究横向流中的射流(JICF)问题对涡轮叶片的气膜冷却设计、污水排放等众多技术难题具有重要工程意义,对湍流拟序结构理论、涡动力学等学科的研究具有重要理论意义。本文采用实验方法对平板射流流动中的涡结构开展研究,旨在为揭示横流与射流掺混机理提供重要的实验依据。
电子束荧光流场诊断技术是目前适合低密度流场显示、参数测量的一种手段,本文介绍了电子束荧光技术的基本原理、预先试验研究的目的与试验设备和测试仪器;测量了电子束荧光强度、转动光谱、振动光谱,通过测量标定了密度和荧光强度的关系,拟合的转动温度与室温偏差在2.28%以内;由于光谱仪光栅和CCD在振动光谱不同波长具有不同量子的效率,且事先未校准,导致测量的各谱带强度比无法拟合出振动温度,需通过配备强度校准光