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1.
高重频激光控制IV型激波干扰方法研究   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
王殿恺  洪延姬  任玉新  李 倩 《推进技术》2015,36(10):1459-1464
在实验和数值分析IV型激波干扰特性及其对飞行器表面压力和热流影响的基础上,提出采用脉冲激光能量控制IV型激波干扰的方法,以降低飞行器波阻、驻点压力和热流。采用实验和数值方法,研究了100mJ单脉冲激光能量与马赫5.0条件下IV型激波干扰的相互作用过程,揭示了单脉冲激光能量控制IV型激波干扰的机理。数值研究了频率为150kHz的激光能量注入后,激光空气锥的形成及其与IV型激波干扰的相互作用过程,得到了钝头体表面压力、热流和波阻的演化过程。结果表明,沉积高重频的激光沉积方式可以利用相对较少的激光能量形成比较稳定的准静态波结构,进而利用准静态波与IV型激波干扰的相互作用将高能区脱离钝头体表面。在马赫数为5.0的流场中沉积频率为150kHz、单脉冲能量为5mJ的激光能量可使峰值压力、热流和波阻分别降低40%,33%和23%。  相似文献
2.
《飞机工程》2005,(2):30-30
Ball公司将设计和演示一种激光光斑跟踪传感器,用于确定所接收到的激光能量的发射位置。这种新的激光探测和跟踪器需要在若干性能方面有明显提高,包括减少目标截获时间,提高目标截获范围,增强跟踪和可靠性。这种先进技术还有其它用途,  相似文献
3.
激光冲击成形是利用激光诱导高幅冲击波的力效应使板材产生塑性变形的快速、高效、精确的成形新技术,具有加工柔性高、精确可控、无小曲率成形的回弹问题、成形后材料性能好和无污染等特点,是一种无模、柔性成形新工艺,它可以充分发挥激光高能量的优点,是激光在板材成形领域的新应用,具有广阔的应用  相似文献
4.
以航空发动机叶片制孔为导向,结合飞秒激光对单晶镍基高温合金材料的非热熔性损伤阈值(Φth1)和热熔性损伤阈值(Φth2)特征,研究了飞秒激光能量密度(0<Φ<44.2J/cm2)对制孔重铸层和加工效率的影响规律.研究结果表明:在Φth1<Φ<Φth22时,镍基合金经飞秒激光加工后加工侧壁没有出现明显的重铸物;在Φ>Φth2时,加工侧壁开始出现重铸物,并随着能量密度的增加,重铸层厚度增大.在试验结果的基础上,建立了飞秒激光单脉冲加工深度与能量密度的定量关系.能量密度越高,飞秒激光单脉冲加工深度越大,加工效率越高.  相似文献
5.
王殿恺  卿泽旭  李倩  方娟 《推进技术》2017,38(5):1188-1193
针对影响高重频激光降低超声速波阻的因素多而复杂的问题,研究关键无量纲参数对减阻性能的影响规律,目的是揭示其影响新机理,提出其选择新方法。首先采用量纲分析的方法提炼影响高重频激光减阻的关键无量纲参数,然后通过求解N-S方程研究各个无量纲参数对减阻性能的影响规律以及它们之间的制约关系,并通过流动分析揭示其影响原因,最后提出无量纲参数的优化选择方案。结果表明:高重频激光减阻性能取决于无量纲激光能量大小、激光注入位置和来流马赫数;减阻百分比和能量效率与无量纲激光能量大小呈指数关系,与激光注入位置呈先上升后下降的关系,减阻百分比与马赫数呈指数关系,能量效率与马赫数呈先上升后下降的关系,在马赫6时能量效率达到14左右;激光能量大小和注入位置对减阻性能的影响密切相关,存在优化的激光能量大小和注入位置,随着能量的提高,优化位置由1.5逐渐提高至2.6左右,提高幅度逐渐减小。研究结果揭示了关键参数对高重频激光减阻性能的影响规律,提出了关键参数的选择方法。  相似文献
6.
卿泽旭  洪延姬  王殿恺  张斌 《推进技术》2017,38(7):1661-1668
为了研究纳秒脉冲激光能量沉积减小高超声速飞行器波阻的机理和规律,首先要研究纳秒脉冲激光能量在静止空气中的沉积现象。提出一种新方法测量了激光能量吸收率。并采用高分辨率纹影系统,对纳秒脉冲Nd: YAG固体激光器(波长532nm,最大激光能量368mJ/pulse)击穿静止空气后所形成的等离子体热核进行观测。基于FLUENT软件并编写UDF,结合非对称能量沉积模型和空气等离子体参数,采用层流模型、Roe-FDS通量格式对激光能量沉积后的流动现象进行了数值模拟。结果表明,激光能量吸收率随着入射激光能量的增大而不断增大,并最终稳定在0.45左右。纳秒脉冲激光能量沉积后的流场纹影序列图像很好地呈现了爆炸波的传播、等离子体热核的演变和涡环的形成。激光能量沉积后60~120μs,涡环的涡核平均直径基本不变,且与入射激光能量大小呈二次函数关系。爆炸波约在t=60μs之后衰减至近似声波,此后其波速受入射激光能量大小的影响较小。数值模拟结果表明,Richtmyer-Meshkov不稳定性和激光能量的非对称沉积,是等离子体演化出尖刺的原因。  相似文献
7.
王殿恺  洪延姬  李 倩 《推进技术》2014,35(2):172-177
针对高超声速飞行器表面驻点压力较高的问题,在马赫数5的来流条件下,分别采用单脉冲和高重频激光能量注入的方式控制弓形激波。将数值模拟结果与高时空分辨率纹影照片以及驻点压力测量结果相对比,分析了单脉冲激光能量与高超声速流场弓形激波的相互作用过程,结果表明透镜效应是激光能量沉积降低钝头体驻点压力的原因。单脉冲激光能量产生的低压区不能维持,降低驻点压力效率低,因此高重频是更有效的激光能量注入方式。优化了频率为80kHz、功率为自由流焓流6.6%的激光能量沉积位置,计算结果表明当沉积位置与钝头体表面的距离等于钝头体直径的1.5倍时,驻点压力降低了40%。在优化位置提高沉积能量大小至36.9%,可将驻点压力和热流分别降低83.3%和56.9%。   相似文献
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