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在涡不稳定性特征的影响下,翼尖涡会在尾迹中发生摇摆运动。为了揭示翼尖涡摇摆的本质原因以及发展机理,采用体视粒子图像测速(SPIV)技术和线性稳定性分析方法对不同雷诺数和迎角下NACA0015等直翼产生的翼尖涡在尾迹区的不稳定性特征及发展进行研究。结果表明:在1~6倍弦长的尾迹区内,翼尖涡存在摇摆现象,摇摆幅值随流向放大,且摇摆运动沿流向逐渐呈现出各向异性特征;在大迎角条件下,翼尖涡摇摆幅值随流向增长更快。采用线性稳定性分析方法,定量化分析翼尖涡的稳定性、空间/时间不稳定性放大率和扰动频率随流向的发展过程。结果显示,在雷诺数2.1×105~3.5×105范围内,翼尖涡均处于临界稳定状态,扰动频率为3~5 Hz。基于线性稳定性分析结果,发现在大迎角条件下翼尖涡时间/空间不稳定性放大率更大,解释了当迎角增大时翼尖涡摇摆幅值随流向增长更快的现象。另外,由线性稳定性分析得到的最不稳定模态显示翼尖涡的横向速度扰动具有明显的方向性,从而诱导翼尖涡产生摇摆运动;速度扰动方向的周期性变化则使翼尖涡摇摆区别于一维的随机振荡,而是表现为在各方向均含有分量且具有主频的摇摆运动。这种由不稳定性导致的速度扰动是翼尖涡摇摆的内在机制,其不稳定性放大率控制着摇摆幅值的增长速率,而其横向速度扰动的方向性与周期性则决定了翼尖涡的摇摆特征。 相似文献
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示踪粒子的跟随响应能力是影响高速流动PIV测量精度的重要因素。针对法向马赫数大于1.4的高速流动所提出粒子松弛特性分析模型,结合理论分析与数值模拟方法,发展了高速流动下的示踪粒子布撒技术,提高了PIV技术定量化测量能力。基于上海交通大学多马赫数风洞,以不同粒径的氧化钛颗粒作为示踪粒子,利用PIV技术观测Ma4的高速流动诱导的一道22°激波,结果显示30nm粒径的示踪粒子有更优秀的跟随响应能力;并以该粒子进行了不同条件下(包括斜激波与脱体激波)的跟随性实验验证,为高速流动PIV示踪粒子选择提供了实验支撑。 相似文献
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侧壁面约束条件下压缩激波/湍流边界层相互作用(Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions, SWTBLIs)呈现出区别于经典二维SWTBLIs的强三维特性,尤其是低频不稳定性问题自发现以来就受到了广泛关注,而其与下游压缩环境之间的关联性尚不明确。本文基于带侧壁约束的超声速压缩拐角构建三维受限的SWTBLIs流动,并通过自由射流风洞实验进行了系统研究,其中来流Ma∞=2.5、湍流边界层发展厚度对矩形流道宽度的占比约0.08、压缩拐角在12°~24°的宽范围内变化。通过不同压缩拐角下流场结构演化及壁面压力脉动信号谱特性的对比,揭示了侧壁面约束条件下压缩拐角对低频大尺度振荡时间-空间演化行为的影响规律和作用机制。研究发现:压缩拐角角度较小时,侧壁面约束导致的“拖尾效应”有助于延缓压缩拐角附近流动分离模式的过渡,并抑制压缩激波的不稳定性;压缩拐角达到20°及以上时,压缩拐角前沿逐渐发展为大尺度流动分离模式,侧壁面约束的角区将首先发展出能量集中的低频脉动,并逐步演化为两种峰值频率分别为约50Hz、200Hz量级的不同大尺度间歇性低频振荡叠加行为,且伴随着压缩激波形态的显著改变;两种低频振荡行为都属于SWTBLIs流场的全局性不稳定振荡,但沿着展向振荡强度差异显著,角区内的振荡强度远远高于中心主流区域。 相似文献
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王秀兰%刘文言%刘洪源%张泰华 《宇航材料工艺》2002,32(6):52-54
采用真空磁过滤电弧离子镀方法,在GT35基体上沉积类金刚石膜。通过对清洗工艺及弧电流、工件所加负偏压、沉积温度等参数的研究,制定出了合理的工艺路线,并对这种膜层进行了X-射线光电子谱(XPS)分析,利用干涉仪、纳米硬度计对膜层的粗糙度、纳米硬度作了进一步检测。结果表明,采用此种方法制备的类金刚石膜层,SP^3含量约为40.1%;组织致密,无大的颗粒;镀膜后的粗糙度可以达到0.015μm;纳米硬度约为55GPa。并将膜层与TiN膜层组成摩擦副,进行了耐磨性试验。结果表明膜层的耐磨性较好。 相似文献