摘要：利用中国空气动力研究与发展中心(CARDC)0.6 m连续式跨声速风洞试验平台,分析了试验段噪声源产生及回路传播的机理,对压缩机尾罩和第四拐角段进行声学处理以降低来流噪声,并采用风洞二喉道节流状态运行抑制试验段下游噪声的前传,有效屏蔽了回路噪声对试验段的影响。据此开展了试验段不同通气壁型式、不同设计参数的主动降噪方案优化设计及其对比试验研究,获取了较优的试验段壁板设计方案,最终实现了风洞试验段气流压力脉动系数低于0.8%的噪声设计指标要求。

摘要：中国空气动力研究与发展中心(China Aerodynamics Research and Development Center,CARDC)0.6 m连续式跨声速风洞是一座采用干燥空气作为试验介质的变密度回流式风洞。本文在前期风洞总体性能调试的基础上,通过风洞试验段不同壁板(槽壁/孔壁)型式及设计参数优化、压缩机尾罩和拐角段等洞体回路部段降噪、壁板扩开角和主流引射缝等机构调节、半柔壁喷管和二喉道以及驻室抽气系统控制等措施,对风洞流场品质进行改进,取得了突出进步。主要研究成果包括:总压控制精度优于0.1%;试验段马赫数控制精度优于0.001;跨超声速试验段气流压力脉动系数ΔC_p≤0.8%;平均气流偏角优于0.1°;稳定段出口气流湍流度ε≤1.5%;试验马赫数分布均匀性和标模试验数据精度等指标均达到国际先进水平。该流场品质调试研究充分验证了连续式跨声速风洞实现更高流场品质的可行性,为中国大型连续式跨声速风洞方案设计及国际先进流场品质保证提供了参考。

摘要：采用耦合J-B模型的IDDES模型与双时间步LU-SGS方法开展炮塔非稳态气动载荷的数值仿真研究。炮塔流动会发生分离,天顶位置的分离角大于90°;当流动绕过炮塔时,形成马蹄涡、脱落涡街等非稳态流场结构,导致气动载荷也具有非稳态特性;炮塔顶点的脉动静压功率谱在1.6~40.0 kHz进入各向同性均匀湍流的惯性子区,基本满足Kolmogrov的-5/3定律;气动力以阻力为主,横向力的脉动幅值大,气动力矩则以俯仰力矩为主,滚转力矩的脉动幅值大,偏航力矩可以忽略不计;气动力和力矩的功率谱主要集中在1 kHz以下,存在多个尖峰频率,主频约为230 Hz (斯特劳哈尔数为0.15)。在ATP系统设计之初,需要考虑光学炮塔所受气动载荷的非稳态特性,并规避尖峰频率尤其是主频的谐振破坏问题。

摘要：为满足冷镜式露点仪对斯特林制冷机的需求,开展了-100℃温区斯特林制冷机的研究,采用Sage进行了整机热力学设计与优化,并建立曲柄连杆机构的动平衡模型,优化整机振动水平。样机含散热器总重为2.35 kg,输入电功率45 W时,最低制冷温度为-156℃,在室内环境23℃时获得1.8 W@-100℃的制冷量。18台样机用于可靠性和MTTF验证并顺利通过。

摘要：真空管道内的温度分布直接影响管道内磁浮列车的气动性能及运行安全,研究大气环境对真空管道温度场的影响,对未来真空管道列车运输系统的建设具有重要意义。基于四川省成都市近5年(2017—2021)的气象数据,总结了各季节的太阳辐射强度、空气湿度、大气温度和风速等大气环境参数,建立了真空管道辐射传热数值计算方法,采用DO(Discrete Ordinate)辐射模型研究了太阳辐射对真空管道内气流温度的影响,得到了不同季节、不同真空度下管道内气流温度分布及变化规律。研究表明:在太阳辐射的影响下,真空管道内气流温度提升较大;在相同真空度下,管道内气流温度夏季最高、冬季最低;随着真空度逐渐降低,管道内气流温度逐渐升高,真空度为0.1 atm(约10.1 kPa)时,夏季管道内气流温度最大提升56.60 K。

摘要：为获得高速风洞起动过程中的流场结构变化特性,采用数值模拟方法,使用二维轴对称模型对Φ0.5 m高速风洞喷管段、试验段和扩压器段的流场特性进行了研究,控制方程为黏性可压缩非定常Navier-Stokes方程。对试验段马赫数为5和10两种状态下的流场建立过程进行了对比,结果表明,在风洞起动过程中,喷管内的附面层很厚,激波与附面层相互作用形成复杂的激波结构。试验段马赫数为5时在喷管段形成正激波,试验段马赫数为10时自喷管段形成激波串,起动压比低于按照正激波理论所计算得到的压比。激波串的起动速度较正激波慢,但稳定性较正激波好。起动过程中,气流发生过度欠膨胀,波前瞬时马赫数远大于喷管的设计马赫数。喷管出口的自由射流与收集器作用复杂,收集器溢流对试验段建立稳定的流动起关键作用。

摘要：悬浮系统的异常指在中低速磁浮列车的实际运行中,悬浮系统工作状态与期望状态不匹配,且系统没有发生故障。准确预测悬浮系统的异常有助于合理地分配有限的监控资源,提前安排预防性维护计划,减少计划外维修成本,降低事故率。虽然根据《中低速磁浮交通车辆悬浮控制系统技术条件CJ/T 458—2014》可获得基于悬浮间隙的经验阈值,但在工程应用中,由于悬浮系统受到额定悬浮间隙不唯一和外界扰动的影响,该方法的检测结果常会产生漏报问题。因此,考虑到悬浮系统发生异常时,悬浮系统的电流、加速度和间隙会发生一定的变化且相互之间的相关性也会发生变化,利用悬浮系统的电流、加速度和间隙等多维监测数据,提出一种基于海林格距离和相关系数的中低速悬浮系统异常检测方法。考虑到系统发生异常时,系统的部分数据间的相关性会发生一定的变化,可通过相关系数来检测数据之间的相关性变化。考虑到系统发生异常时,部分数据会发生一定的变化,可通过海林格距离来检测数据的变化。将相关系数和海林格距离的结果融合用于实现悬浮系统的异常检测。运营线数据验证了该方法受到额定悬浮间隙不唯一和外界扰动的影响较小,且与其他的方法相比,该方法能获得更高的检测率和更低的误报率。

摘要：为实现冰横截面轮廓非接触测量,提出了基于线结构光的冰横截面轮廓测量方法:将面激光垂直投射在冰块上,利用摄像机拍摄冰块表面变形激光线,并根据事先标定的激光平面与摄像机间几何关系,计算冰面激光线三维坐标点,这些三维坐标点在激光平面上的投影即为冰块横截面轮廓。设计了基于线结构光的冰轮廓测量简易装置,开发了测量程序,并针对冰面激光线反射能量弱导致的激光线图像对比度低的问题,研究了冰面激光中心线提取方法。对冰箱冻结的已知半径圆柱冰块进行了横截面轮廓测量,平均相对误差为0.018,最大相对误差为0.052;还对二元翼型结冰冰块进行了横截面轮廓测量,得到了初步测量结果;为开展结冰试验中结冰生长过程冰形在线三维测量奠定了技术基础。

摘要：磁浮飞行风洞运行中产生的压缩波在风洞管道内传播至风洞端面后反射,可能在测试段与模型发生碰撞,干扰试验结果。为了消除压缩波对风洞试验的影响,采用在风洞管道内部铺设多孔介质的方式降低风洞内压缩波强度,依据现有的多孔介质压降模型推导管道内压缩波通过多孔介质区域压降规律方程,并根据方程内影响多孔介质消波能力的参数进行了数值模拟。结果表明:多孔介质对不同强度压缩波均有相似比例的压降作用,其消波能力随压缩波强度、多孔介质惯性阻力系数及厚度的增大而增大;但当多孔介质惯性阻力系数及厚度增大时,部分压缩波不能通过多孔介质而是被其反射,反射压缩波强度也随惯性阻力系数及厚度的增大而增大。增加层数可以在不改变多孔介质其他参数的情况下降低反射压缩波强度,提高多孔介质的总体消波能力;多孔介质可以在较宽的环境压力(0.0001~1 atm)内保持良好的消波能力。

摘要：针对风洞振动传感器和振动测量系统等测试特点,系统介绍了一种校准频率范围跨越低中高频性能满足风洞振动特征和测试需求的校准装置。通过仿真计算和优化设计,解决了风洞振动校准装置运动部件动力优化设计、气隙磁路优化设计、精密气膜导向设计、功率放大器设计、振动台低频失真控制等关键技术问题,校准装置研制完成后经第三方计量部门检定,性能指标和校准不确定度评定结果远高于相关技术要求,有效提升了风洞振动测量方面计量保障能力。