超声速压缩拐角激波/边界层干扰动力学模态分解

压缩拐角激波与边界层干扰问题广泛存在于高速飞行器的外部和内部流动中,其非定常复杂流场结构对飞行器气动性能影响显著。动力学模态分析将有助于进一步加深理解激波与边界层干扰流场不同特征频率对应的流动结构及动力学特性,为揭示其复杂流动机理提供参考。本文采用动态模态分解(DMD)方法对来流马赫数为2.9、24°压缩拐角内激波与超声速边界层干扰下的非定常流动进行了模态分析。评估了稀疏改进动态模态分解方法在压缩拐角流动中的适用性,研究了湍流干扰和转捩干扰下典型特征频率对应的动力学模态空间结构差异及其原因,分析了转捩边界层展向非均匀性对低频/高频模态动力学机制的影响规律。研究发现,湍流干扰与转捩干扰下拐角干扰区内均存在两类截然不同的动力学模态:低频模态和高频模态。低频模态结构集中在分离激波及分离泡剪切层的根部,表征为分离泡的大尺度膨胀和收缩运动;高频模态空间分布则以平均声速线附近正负交替结构为主,对应为边界层内不稳定波沿剪切层往下游的传播。转捩边界层的展向结构对低频模态运动特性影响明显,而对高频模态的影响则相对较小。     

球面三角仪

为了满足产品设计和制造中计算空间角度的需要,我们研制了一台球面三角仪(图1)。利用这台仪器求解空间角度,不需再查阅球面三角公式和函数表。经试用效果较好,精确度可达到分。 1.结构原理球面三角形是球面上三段大元弧所构成的闭合图形,如图2(a)中的三段大元弧(?)、(?)、(?)所围成的三角形ABC即为球面三角形。这三段大元弧可分解成如图2(b)、(c)、(d)所示     

排除波音737-300型飞机机体振动故障

机体振动故障现象基本数据 排除机体振动故障的首要条件是识别故障现象,机体振动故障现象的基本数据如下. (1)频率大于25赫兹的为高频振动,低于20赫兹的为低频振动.高频振动人体一般可以感受到,但振动方向和幅度不易判断,高频振动常与磨损有关,因此,振幅及频率随着时间推移是变化的.低频振动可通过试飞或跟班,感觉和观察振动源进行隔离故障.     

激波/湍流边界层干扰低频非定常性研究评述

激波/湍流边界层干扰(STBLI)普遍发生在超声速和高超声速内外流动中，激波诱导流动分离的低频非定常性，表现为激波低频运动以及分离泡的膨胀/收缩，导致其产生的物理机制一直存在一定的争议，受到持续广泛的关注和研究。这种低频非定常性的驱动机制一般可分为3类：(1)认为这种低频非定常性的来源是上游边界层；(2)认为是受下游分离流动固有特征所主导；(3)近期的研究有将2种机制调和在一起的趋势，认为上游/下游机制都存在于激波/边界层低频非定常性中，各自作用的权重受分离程度的影响。若将激波与边界层耦合作为一个动力学系统来考察，该系统可以用一阶低通滤波器来描述，无论干扰来自上游还是下游，其选择性地对特定频率以下的脉动进行响应。本文分别对3种物理机制进行了评述，并且基于已有的研究结果和作者的认知，展望了需要重点关注的研究方向。     

耦合进排气壳的增压器涡轮流动干扰及激振力弱化研究

为探究船用增压器涡轮在耦合进排气壳条件下的流动特性,采用SST湍流模型和FFT方法对某增压器轴流涡轮与进排气壳耦合的流场进行非定常数值模拟,重点分析排气壳非对称流场对涡轮动叶片压力的干扰特性和扰动来源,在此基础上提出基于导叶非对称布局的激振力弱化改型方案并进行了验证。结果表明：进气壳影响静叶前缘静压沿周向的分布,排气壳流场导致的非对称背压会给动叶表面造成低频的压力波动,约为3.6%的转子通过频率,在尾缘吸力面处该低频波动幅值大于动静叶排干涉导致的高频波动幅值;排气壳内部复杂的分离流动和涡系结构是产生上述流动干扰的主要原因。4种非对称布局方案都能在几乎不影响涡轮性能的前提下分散并弱化高频波动幅值;其中Case2尾缘高频幅值减小了98.6%,低频幅值减小了52.6%,而且涡轮效率还有略微提高,为最优布局。     

直升机桨—涡干扰预测方法研究

本文简要介绍了桨—涡干扰(BVI)预测的一些情况(预定尾迹法、自由尾迹法、等环量曲涡元法和CFD/CSD耦合法等)。总的来说,在桨—涡干扰预测方面已取得了很大进步,但要达到准确预测桨—涡干扰尚需作进一步努力。     

表面不均一目标的电磁散射研究

1.引言 迄今为止,研究电磁散射的理论方法大体分为:高频技术(GO,PO,GTD),低频技术(MM),以及综合高低频技术处理复杂表面目标的混合方法(The Hybrid Method),见文献[1]。 考虑三种模型,完纯导体构成的卵形体,两尖端分别部份涂以损耗介质材料,如下     

激波/湍流边界层干扰物面剪切应力统计特性

为了揭示激波/湍流边界层干扰区内物面剪切应力统计特性的演化规律,采用直接数值模拟方法对来流马赫数2.9、12°激波角的入射激波与平板湍流边界层相互作用问题进行了研究。通过与风洞试验数据的比较分析,验证了计算结果的可靠性。系统地探究了干扰区内物面剪切应力的典型特征,如预乘谱、概率密度分布和相干结构等。研究结果表明,分离激波的低频振荡运动对流向及展向分量的预乘谱均没有实质影响,其脉动仍以高频特征为主,低频能量变化较小。干扰区内流向剪切应力概率密度函数分布变化剧烈,分离泡内对数正态分布规律不再适用,而展向剪切应力在干扰区内与正态分布较为接近。相较于上游湍流边界层,分离泡内物面剪切应力矢量夹角与幅值的联合概率密度变化显著,峰值概率降低,峰值范围增大。此外,流向剪切应力脉动场的本征正交分解分析指出,主能量模态与分离激波的低频振荡以及下游再附边界层内的Görtler-like流向涡结构密切相关。     

带凹腔钝头体第IV类激波干扰特性研究

采用激波风洞实验与数值模拟相结合的方法,对高超声速带凹腔钝头体的第IV类激波干扰非定常振荡特性进行了考察和分析。结果表明,随着入射激波与弓形激波相对位置的不同,第IV类激波干扰既可能出现稳定的波系干扰结构,也可能出现较为剧烈的非定常振荡现象。在实验条件下,观察到了高频前后振荡和低频上下振荡两种不同的振荡模式。数值模拟结果与实验吻合较好,超声速射流与凹腔的耦合作用在振荡过程中起到了关键作用。     

CKX-2型线切割机J计数器中的干扰及排除

我们在安装调试CKX-2型线切割机的过程中,发现其J计数器存在严重的固有干扰,致使加工长度计数不准确,机器只能在15℃左右正常工作。经排除干扰后,可在10℃～35℃长期连续运行(由于气候条件所限,没有经历更低或更高的温度)。一、问题表现 J计数器在加工运算中,μ～dm位都有如下现象:9减1得0(跳8),5减1得0(跳4),或3减1得0(跳2),其中跳得最利害的是4,当然还有个别的其它跳字现象。二、问题分析 J计数器共有六位,每位各一块印刷板,每块板上都有四个触发器,分别代表数8、4、     

楕圆仪

为了适应设计工作的需要,在有关单位的协助下,我们设计制造了一套椭圆仪。 椭圆仪由正齿轮(Z_1、Z_2)、齿条、底板、主轴、动轴、转臂等组成(图1)。两个正齿轮的传动比为2比1。这样就可以保证齿轮在运动中转角φ始终等于28(图2)。若已知椭圆的长半轴α,     

压敏阻尼胶厚制品的研制

用丙烯酸酯类单体合成了压敏阻尼胶厚制品。其配方为YZN-1、YZN-2。玻璃化转变温度(T_g)分别为20℃和15℃,最大阻尼系数(β_(max))为1.5,阻尼系数(β)>0.7时的温度范围为—20～100℃,与金属的粘接剪切强度为0.15MPa。它适于制作夹层阻尼板的夹芯层,因为本身具有自粘性,无需外加粘合剂。阻尼板的共振放大倍数在2～5之间。     

卧式仿形仪——砂轮金刚石成形仪

一、简介本仿形仪适合于安放在平面磨床的工作台面上,可修整砂轮并可打磨各种刀具和加工多种型面的砂轮。缩放比为1比5(见题头照片)。此仿形仪区别于其它四联杆机构的特点是     

线切割机高频分组脉冲电源

一、概述我厂于1981年自行设计和试制成功线切割机床“高频分组脉冲电源”,经试用获得较好的经济效果。该电源在保证原机床的加工光洁度和精度的条件下,生产率提高1～2倍,对切割厚度大的零件和硬质合金效果尤为显著。高频分组脉冲电源是利用高频分组脉冲进行加工,以代替通常采用间隔脉冲。 r=K_1Wufn (1) Hck=K_2Wu~(1/2) (2)其中r—生产率; K_1—比例系数,它与电极材料的物理常数、介质成分、脉冲持续时间等有关; Wu—单个脉冲能量; fn一脉冲频率;     

直径200～500毫米分度盘半自动检验仪

为了检验直径500毫米以下的分度盘梯形定位槽的间距,苏联莫斯科磨床厂研制了一种半自动检验仪(见附图)。该检验仪的测量装置配有两个浮动式球形测量头1,当测量头进入待检分度盘11的定位槽时,便与槽子的两侧接触,自动对准槽子轴线,即测量头小球的轴线与槽子轴线重合。该测量装置附有的两个感应式传感器,由于其测得的读数相加,所以测量时不要求对分度盘进行准确的角度定位。     

超声速膨胀角入射激波/湍流边界层干扰直接数值模拟

为了揭示膨胀效应对激波/湍流边界层干扰区内复杂流动现象的影响规律,采用直接数值模拟方法对来流马赫数2.9、30°激波角的入射激波与10°膨胀角湍流边界层相互作用问题进行了数值研究。系统地探讨了激波入射点分别位于膨胀角上游、膨胀角角点和膨胀角下游3种工况下膨胀角干扰区内若干基本流动现象,如分离泡、物面压力脉动及激波非定常运动、湍流边界层统计特性和相干结构动力学过程等。结果表明,激波入射点流向位置改变对分离区流向和法向尺度的影响显著,尤其是当激波入射点位于角点及其下游区域。研究发现,膨胀角干扰区内物面压力脉动强度急剧减小,分离区内压力波向下游传播速度将降低而在膨胀区内将升高,膨胀效应极大地抑制了分离激波的低频振荡运动。相较于入射激波与平板湍流边界层干扰,入射激波流向位置改变对膨胀角再附区速度剖面对数区及尾迹区影响显著,将导致其内层结构参数升高而外层降低,近壁区内将呈现远离一组元湍流状态的趋势。此外,流向速度脉动场本征正交分解分析指出,主模态空间结构集中在分离激波及剪切层根部附近而高阶模态以边界层内小尺度正负交替脉动结构为主。低阶重构流场结果表明,前者对应为分离泡低频膨胀/收缩过程而后者表征为分离泡高频脉动。     

固体火箭复合推进剂摩擦感度测试技术研究

摩擦感度是测定固体推进剂危险性能的重要指标之一。它直接关系到推进剂研制、生产、运输和使用过程的安全。 我国现用的测试设备是WM-1型摆式摩擦仪(即苏联的K-44-Ⅲ型)。     

科技信息

1 多功能高频磁控溅射技术 由上海航天局804所研制生产的JG-PF3B-I～Ⅵ型三靶式多功能高频磁控溅射仪,是一种能够进行溅射沉积、溅射腐蚀和具有各种溅射(偏压、加热、反应、磁控等)功能的新型薄膜溅射设备,适于各院校的科研机构和有关工厂进行科学试验和微型器件的小批量生产。其特点如下:     

简讯

美空军已选择波音767—400作为其下一代“多任务指挥与控制飞机”(MC2A)的平台,美空军今年4月开始在一架波音707飞机上验证MC2A技术,该机称作 MC2A—X。目前该项目要解决的主要问题是确定MC2A能同时完成地面移动目标指示(GMTI)和空中移动目标指示(AMTI)任务的范围。MC2A将替代现役     

混合动理学通量WENO方法拓展

在马赫数2.5来流条件下，开展了高频微秒脉冲放电控制压缩折角激波/边界层干扰非定常性的风洞实验，放电位于压缩折角上游沿流向布局的6对电极之间，所选取的放电频率为14 kHz,接近于来流边界层的特征频率。采用高速纹影成像技术记录流场的动态变化，并基于纹影图像灰度值的时间序列采用平均、均方根、本征正交分解、动态模态分解、傅里叶变换等方法进行处理，对比研究有/无控制情形下激波/边界层干扰的非定常特性。研究发现，对于无控情形的基准流场，流动的低频特性表现为分离激波的振荡及边界层大尺度涡经过激波的脱落行为，中、高频特性表现为边界层小尺度涡与激波的相互作用；对于受控情形，来流边界层内的大涡尺度在放电作用下增大，大尺度涡与分离激波相互作用使得激波的振荡转变为稀疏压缩波的脉动，流经激波的边界层脉动更强，分离激波的低频振荡(10～300 Hz)有所改善。此时，流动的低频特性主要表现为边界层大尺度涡经过激波的脱落行为，而中、高频特性与基准流场相似。