壁温对压缩拐角流动影响的数值模拟研究

压缩拐角是高超声速飞行器上的典型非连续区域,其分离/再附结构对局部热环境有较大影响.本文采用基于Navier-Stokes方程的自研程序,开展了典型压缩拐角外形的气动热环境数值模拟研究,分析了不同壁温条件下压缩拐角的热环境分布规律.计算结果表明:随着壁温升高,流场整体结构变化不大,但由于近壁面流体物性参数变化较大,导致...     

暂态信号形成的参量阵声场特性

暂态参量阵技术容易获得低频宽带信号,是诸多声呐系统广泛使用的信号模式。在众多描述非线性声波 传播的理论模型中,KZK方程能够准确地描述有限振幅声波传播的衍射、吸收及非线性效应,是描述参量阵非线性 声场最为精确的方程之一。文章从KZK方程的时域求解出发,对常见暂态信号自解调形成的参量阵进行分析。 理论研究表明,暂态信号参量阵的声场特性主要与信号包络的载波、上升沿有直接关系。高斯包络脉冲的上升沿 越陡峭,相同轴向位置的低频分量幅值越大,相同峰值功率前提下的能量转换效率越高；当被调制载波的中心频率 一致时,正线性调频信号调制得到的参量阵声压幅值要略高于负线性调频信号。文章可为暂态信号参量阵的辐射 波形选择提供初步的理论指导。     

用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法

EMI测量接收机作为电磁兼容测试中的关键仪器应用越来越广泛，但目前该类仪器的脉冲响应校准所用的标准源完全依赖于进口，国内尚无可替代的标准脉冲信号产生器。介绍一种用于EMI测量接收机脉冲响应校准的标准脉冲信号产生方法，首先建立标准脉冲信号的参数模型并对其进行数值分析和仿真，验证其符合CISPR 16-1-1标准的要求，之后搭建实验系统，利用标准脉冲信号生成软件控制任意脉冲信号发生器输出标准脉冲信号并对其进行补偿修正，获得符合CISPR 16-1-1标准要求的标准脉冲信号，该信号可用于EMI测量接收机脉冲响应的校准。     

侧壁约束下压缩激波/湍流边界层相互作用低频不稳定性实验研究

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。     

纳秒脉冲滑动弧放电等离子体裂解煤油实验研究

为改善极端条件下航空煤油的点火和燃烧性能,提高煤油活性,本文在大气压氮气环境下利用纳秒脉冲电源产生的滑动弧等离子体进行煤油裂解实验研究,得到了包含活性更高的气态轻质烃和氢气等小分子物质的裂解气。通过改变电源输出脉冲电压的上升沿时间和下降沿时间,得到了裂解气产量、碳氢比以及裂解气中各组分选择性的变化规律,并总结了相关的部分反应路径。实验结果如下：裂解气产量随着上升沿时间的增加而减小,随着下降沿时间的增加而上升,裂解气碳氢比则呈现相反的变化规律；裂解气主要组分中,乙烷选择性最高,在各实验工况下均超过30%；随着上升沿时间和下降沿时间的增加,裂解气中丙烷和丙烯的选择性均降低,氢气的选择性上升；上升沿时间和下降沿时间的变化对裂解效果产生影响的主要原因是改变了反应的路径。实验结果表明,纳秒脉冲滑动弧放电等离子体可以将煤油中的部分大分子烃类转化为气态轻烃和氢气等高活性组分。同时,增加纳秒脉冲电压下降沿时间能够改善滑动弧等离子体的裂解效果,获得更多活性更高的小分子物质。     

HPM对伪码脉冲无线电引信的压制干扰效应仿真

为了对高功率微波作用于伪码脉冲无线电引信的干扰效果进行分析,建立了引信信号处理模型并进行了计算机仿真。仿真结果表明,在频率对准的情况下,当 HPM进入引信距离门对回波信号造成压制时,由于 HPM的信号频带较宽,覆盖了多普勒滤波器带宽,多普勒滤波器的输出信号幅度仍可达到启动门限电平,压制干扰无效。     

脉冲展开式飞网质量分布与展开稳定性优化

针对脉冲展开式飞网的展开稳定性问题，从网面质量分布角度开展研究。首先基于传递矩阵方法、集中质量法和反比例函数推导建立了较优的网面质量分布模型。然后结合遗传算法优化得到了网面最优的质量分布状态，并通过大量数值仿真和回归分析得到了网面质量分布经验公式。提出的网面质量分布模型有效降低了网面质量分布问题中的优化变量个数，提升了网面质量分布最优解的求解效率。网面质量分布最优解所对应的网面展开稳定性得到大幅提升，网面质量分布经验公式对应的网面展开状态与最优解对应的网面展开状态基本一致。结果表明，将网面质量分布模型和网面质量分布经验公式应用到脉冲展开式飞网将有效提升飞网的展开稳定性。     

Geometrical and electrical optimization of NS-SDBD streamwise plasma heat knife for aircraft anti-icing

Ice accretion on aircraft encountering supercooled water droplets in clouds poses great risks to flight performance and safety. With the aim of optimizing the newly developed streamwise plasma heat knife method for anti-icing, a parametric investigation is carried out in this work. The influence of the detailed voltage profile on the heating effects of a Surface Dielectric Barrier Discharge driven by Nanosecond Pulses (NS-SDBD) is investigated, and a comparison of the anti-icing performance among different configurations of streamwise plasma heat knife is made. The results show that columnar high-temperature regions produced by a multi-streamer discharge appear at small pulse rise time, but become diffuse as the pulse rise time increases. An optimal pulse rise time exists to provide a wide range and high value of temperature, which is found to be 150 ns for the setup in the present study. The influence of the pulse fall time is much weaker than that of the rise time. The range and value of the temperature decrease with increasing pulse fall time. A greater pulse width is found to improve the heating effect by increasing the discharge power. When a spanwise electrode is placed connecting the streamwise electrodes of the streamwise plasma heat knife at the airfoil leading edge, the anti-icing performance becomes poorer, whereas good performance is achieved when the spanwise electrode is at the edge of the streamwise electrodes. Based on this, a three-level configuration of the plasma heat knife is proposed, and its anti-icing performance is found to be much better than that of the original configuration.     

航天大功率电动伺服系统功率驱动设计及验证技术

针对运载火箭30 kW以上功率等级电动伺服控制驱动器的研制要求，设计了一种强环境适应的大功率绝缘栅双极型晶体管(IGBT)功率驱动模组。通过对火箭固体助推发动机工作环境分析，设计了基于光耦驱动器件的功率驱动与保护电路;为有效提升功率驱动模组在高压大电流工作时的可靠性，采用降低功率主回路杂散电感与IGBT有源钳位闭环控制相结合的方法，有效抑制IGBT在大电流关断时的电压尖峰;通过对动力电进行滤波处理，有效解决高压高频信号通过线缆传输时对控制驱动器内、外部的电磁干扰问题;通过IGBT功率驱动电路的单双脉冲测试及连续功率测试，有效验证IGBT功率驱动模组的高压驱动能力，为大功率电动伺服系统的可靠性提供技术支撑。     

新型凹入式螺旋结构增爆器的实验研究

本实验以脉冲爆震火箭发动机(简称PDREs)系统为实验平台,以液态航空煤油作为燃料,以压缩氧气作为氧化剂,以压缩氮气作为隔离气,分别对安装三种不同截面形式(半圆形、方形、三角形)的凹入式螺旋结构增爆器以及作为基准的Shchelkin螺旋结构增爆器进行了实验研究。实验结果表明,三种不同截面的凹入式增爆器均能有效强化爆燃向爆震转变(DDT)过程,在长径比为12.17的增爆器中均获得了充分发展的爆震波,实现了成功起爆。在流阻损失方面,半圆形凹入式螺旋结构表现出了最好的性能,其推力比Shchelkin螺旋的基准推力高出12个百分点。在多次实验过程中发现,凹入式螺旋结构比Shchelkin螺旋结构更不易烧蚀,工作可靠性更高。