分层大气湍流场对远场声爆传播的影响

研究大气湍流对声爆的影响对于新一代超声速民机的低声爆设计具有重要意义。在真实大气环境中,大气湍流是普遍存在的,其会使低声爆波形在由高空向地面传播的过程中发生扭曲、畸变和振荡,并改变波形的能量分布。利用基于单向近似假设的二维HOWARD方程,以类Tu-144飞机的N型波和经过JSGD声爆最小化理论设计的低声爆波形为对象,研究分层大气湍流对N型波和低声爆波形的影响。首先,介绍了考虑大气边界层湍流效应的声爆传播模拟方法,包括改进的二维HOWARD方程及其离散求解方法、分层大气湍流场的建模方法,并采用JAXA抛体试验数据对预测方法的有效性进行了验证,同时与KZK方程预测结果进行了对比。其次,运用本文发展方法研究了N型波和低声爆波形在分层大气边界层湍流场中的传播情况,对地面可观测波形的主观噪声级和超压峰值进行了统计分析,发现大气湍流对增大N型波和低声爆波形主观噪声级（ASEL、PLdB）的概率很小,但很大程度上会增强波形超压峰值。最后,通过改变大气湍流生成过程中3个参数的数值,研究了不同强度的大气湍流场对声爆波形的影响,结果表明：风速脉动幅值和湍流积分尺度的增强对N型波和低声爆波形的感觉声压级影...     

发动机喷管羽流对近场声爆特性影响的风洞试验技术

超声速飞行所引发的声爆问题是困扰新一代环保型超声速客机发展的关键技术难题,发动机喷管羽流对全机声爆特性尤其是后激波特性具有重要影响。设计了单喷管喷流试验模型及声爆试验装置,评估了风洞试验段洞壁反射激波对模型近场压力测量的影响,重点针对通气支臂对喷管羽流的支撑干扰问题进行了分析与优化。基于中国航空工业空气动力研究院FL-60风洞,开展了发动机喷管羽流对旋成体单喷管模型近场声爆特性影响试验技术研究,试验来流马赫数2.0、落压比（NPR）范围1～20.39。研究结果表明,通过对来流马赫数、通气支臂外形、喷流模型长度、通气支臂与模型的相对位置等参数的综合优化,消除了通气支臂带来的支撑干扰对喷管羽流的影响,确保在风洞试验段受限空间内模型近场压力测量不受洞壁反射和通气支臂波系的影响;喷管羽流主要对模型尾部的近场压力特征产生影响,在来流马赫数一定的条件下,提高喷管NPR使喷流状态从过膨胀到欠膨胀,喷管唇口激波逐渐增强、位置逐渐向上游移动,抑制了喷管船尾膨胀波的发展。     

基于概率模型的声爆试验数据分析

声爆是研制超声速民用飞机所需解决的关键问题之一,风洞试验是开展声爆研究的重要方式。简要介绍了进行声爆试验的方法与困难及相应的应对措施,以及超声速风洞声爆试验模型近场空间压力精确测量技术。重点针对国际上通常采用的精确测量数据修正技术：参考车次方法及空间平均方法,分析其原理及不足。提出概率模型方法对声爆试验进行数据分析,将复杂的风洞环境中各种不确定因素所造成的干扰参数化,用概率模型表达其不确定性。概率模型方法无需进行参考车次试验,用更少的数据得到更为准确的结果,并在与传统方法结果对比中表现出了该方法的合理性及可行性。     

激励方式对多段翼型升力特性影响的实验研究

缝道流动参数对多段翼型气动特性非常重要。通常采用改变翼型外形、缝道几何参数组合以及流动主／被动控制来改变缝道流动参数,提高多段翼型的气动性能。在不同的声激励方式下,通过风洞实验的方法研究多段翼型升力特性变化的规律,以探索提高增升效果的新途径。采用NF-3风洞实验,着重研究声源在模型表面的位置及排列方式对翼型升力特性影响的规律,包括单点激励、单排多点激励、多排多点激励、M型多点激励等四种不同的激励方式。结果表明：在GAW一1两段翼型的襟翼上表面加入弱声激励,翼型的升力系数有了一定变化;不同的激励方式对翼型升力系数的影响不同;在研究范围内,单点声激励使翼型的升力系数减小,M型多点声激励使翼型的升力系数少量增加。     

一种基于地理信息系统的用频台站电磁态势仿真分析方法

针对复杂电磁环境下,对电磁场强分布进行有效定量分析这一普遍存在而又难以解决的问题,提出了一种基于地理信息系统的用频台站电磁态势仿真分析方法。从三维空间地理信息系统建模、用频设备行为级仿真、电波在三维空间传播计算以及场强影响分析等几个方面,分析并实验验证该仿真方法的有效性。采用该方法可有效分析用频台站电磁态势分布和指导用频台站科学合理选址。     

1/4波长驻波型热声发动机的非线性模型

为研究声波在热声系统开口端和负载构成的阻抗间断面上的声反射问题,针对一端开口的1/4波长驻波型热声发动机建立了一种基于截面平均的准一维非线性热声模型,并采用具有频散保持特性的高精度计算格式进行数值求解。在发动机开口端采用了对于系统共振频率具有一定选择自适应性的宽频时域声阻抗边界条件。宽频阻抗模型写成共轭复数对的留数和极点分式之和的形式,其时域形式可用递推卷积方法进行快速高效的求解,共轭复数系数采用优化拟合方法近似得出。模型可对一端开口的1/4波长驻波型发动机进行临界起振温度的预测,能够描述热声系统的瞬态压力波由初始小扰动经过非线性增长,最终达到饱和的全过程,计算结果与某微小型驻波热声发动机的实验结果相符。最后分析讨论了板叠的形状对热声系统的影响。     

飞机飞越城市对环境影响的评估方法

研究了如何用已知噪声数据，推算远距离的目标点接受到噪声数据的方法。根据航空器取证噪声数据和声衰减算法，计算了飞机飞越城市上空时，地面可接受到的等效噪声数据，并且编写程序计算，最终得到有效感觉噪声级，评估了飞机飞越城市对环境影响的大小。     

数字开关液压系统管路压力波传播建模与分析

为准确描述数字开关液压系统管路压力波传播特性,应用基于传递函数与时间延迟的管路压力波传播分析模型,通过耦合高速开关阀输出流量特性与管路压力波传播分析模型,实现两位两通高速开关阀控缸系统管路压力波传播特性的建模与分析,讨论了不同参数下的管路压力波传播特性,并通过相应的实验加以验证。结果表明,实验结果与分析模型结果一致性较好,高速开关阀动态特性与系统管路压力波传播特性密切相关,管路属性对系统管路压力波传播过程影响显著,将为后续数字开关惯性液压系统的研究奠定基础。      

无源无线声表面波压力传感器校准技术研究

声表面波压力传感器是一种新型传感器,它的一大优势是具有无源无线信号传递特性,可以突破传统传感器线缆连接的限制,近年来受到国内外研究机构普遍重视。本文探讨了SAW压力传感器的校准技术,对某种商业传感器进行校准,使用最小二乘法分析校准结果,并进行不确定度评估。校准结果显示该传感器在误差、线性、重复性等方面可满足一定精度要求,通过进一步发展,有望在航天领域得到实际应用。