摘要：为解决化学反应模型高温数据缺乏的难题,探索DSMC方法量子动理学(QK)模型在实际中的应用,本文将该模型进一步应用于火星探测器稀薄气动特性的数值预测。通过计算探路者号在85km、95km和110km高度的稀薄绕流,评估了QK模型的性能和稀薄气体效应的影响规律。结果表明,QK模型不依赖宏观的化学反应速率系数,适用于火星再入流动计算。化学反应及其模型对气动力的影响很小,但对气动热特性的影响不容忽略,考虑化学反应后的驻点热流可以下降约12%~14%。

摘要：为评估直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法中新近发展的一种量子动理学(QK)化学反应模型,在自研高超声速稀薄气体流动数值模拟软件RariHV中实现该模型,并进行了单个绝热单元内的热泳平衡/非平衡反应测试。结果表明,数值解与理论解吻合良好,QK模型具有很好的预测化学反应流动的能力。为进一步验证QK模型在真实流动中的表现,还计算了高超声速绕圆柱的化学反应流动,QK模型计算的驻点线上温度和组分分布都与总碰撞能(TCE)模型结果吻合良好。相较于TCE模型,QK模型的优势是不再依赖反应速率系数的实验数据,在深空探测等化学反应数据缺乏的领域具有一定的应用前景。

摘要：为了满足航空发动机推力矢量高精度测量的需求,研制了一种结构紧凑的能够实现推力矢量彻底分解的六分量盒式天平.该天平关键结构包括:三维传感器、固定框和浮动框.其中三维传感器的弹性体采用串、并联组合的结构型式.基于有限元分析,对传感器弹性体的设计进行了模拟,结果显示传感器各测力元件对本分量载荷作用敏感程度均远高于其他分量,支撑元件也较好地阻隔了各测力元件之间的相互干扰,该结论也通过了传感器的校准验证.六分量盒式天平整体的刚度和模态分析结果:天平无需做弹性角修正;1阶固有频率为218.8Hz,高于设计指标180Hz.六分量盒式天平校准表明:天平各分量精确度优于3‰,准确度优于5‰.

摘要：光腔衰荡光谱技术(Cavity Ring Down Spectroscopy,CRDS)是一种高灵敏度的吸收光谱测量技术,在燃烧场激光光谱诊断领域里是一种十分重要的燃烧产物定量测量手段。文中研究了光腔衰荡光谱技术用于燃烧产物定量测量的原理,搭建了脉冲型光腔衰荡光谱技术实验系统,选取OHA2Σ+-X2Π(0,0)电子跃迁带的P1(2)吸收线谱,在常压条件下对平面火焰的OH浓度进行了定量测量,并对激光器线宽及线型、激光器的频率稳定性、火焰温度、光腔参数等因素对测量误差的影响进行了分析讨论。误差分析给出了光腔衰荡光谱技术的几个关键注意事项,可为光腔衰荡光谱技术的应用提供指南。

摘要：转塔绕流会带来严重的气动光学效应影响,从而限制机载激光武器性能的有效发挥,故转塔气动光学效应的抑制研究具有现实的迫切性。采用高精度数值仿真方法,并结合风洞验证试验,以提供高置信度的时间序列波前数据。据此,建立校正残差在空域中随校正阶数的变化曲线与散点图,用于自适应光学校正的定量评估。研究结果表明:转塔流场中存在脱落涡街等复杂结构,当马赫数较高时还会出现激波;顶视气动光学效应最强,前视稳态像差含量高,顶视和后视动态像差占比大,激波结构会增加波前的动态像差占比;前视可以取得很好的自适应光学校正效果,而顶视校正难度较大,对自适应光学校正的变形镜拟合波面能力要求较高。因此,转塔气动光学效应的抑制建议采用自适应光学校正与流动控制结合等联合抑制方法。

摘要：调节阀作为连续式跨声速风洞总压的主要调节手段,其特性的好坏直接影响风洞流场性能,因此,分析建立调节阀和总压的相关性关系,并据此选取合适的调节阀及其组合具有重要意义。首先根据风洞压力调节系统的调压原理,结合调节阀的流量特性,建立了调节阀位置控制和风洞总压控制的对应关系,并进行了静态试验验证,然后基于建立的理论,针对0.6 m连续式跨声速风洞负压下流场稳定时间较长的问题,对阀门系统进行了优化改造,并进行了吹风试验。结果表明优化后的马赫数极曲线时间缩短40%~50%,大幅提高了试验效率,进一步证明了上述分析是正确有效的,可为连续式跨声速风洞调压系统的设计提供参考。

摘要：针对热电偶动态特性的评估问题,实现热电偶测试性能评估与气体介质条件的匹配,开展了气体介质条件下热电偶动态特性研究。通过对传统激波管的结构和功能改造,设计了动态气体温度校准装置,开展了动态温度校准标准信号溯源方法的研究,建立了热电偶动态数学模型,实现了热电偶动态特性的定量描述和试验验证。动态校准试验结果表明:基于传统激波管改造的动态气体温度校准装置可以产生频域覆盖范围宽、阶跃幅值稳定的标准温度信号,基本可以覆盖常规温度传感器的动态校准需求;所采用的动态建模方法可以较为准确地评估热电偶动态模型的阶次和参数。经实验验证,建立的热电偶动态数学模型响应与实际响应信号的相关系数可以达到0.9967,基本可以满足热电偶动态特性评估的工程需要。

摘要：采用数值模拟的手段 ,对压力恢复系统超声速扩散段三维流场进行研究。数值模拟使用 L U分解法和 NND差分格式求解全 Navier- Stokes方程 ,并加入了湍流模型。对得到的流场结构进行了分析 。

摘要：为了研究贫燃预混旋流火焰流场与火焰结构特性,设计了强受限预混旋流燃烧器,搭建了PIV(粒子图像测速)和OH-PLIF(平面激光诱导荧光)瞬态同步测量系统。针对典型贫燃工况开展了瞬态同步测量研究,获得了多个截面的瞬态和时均流场速度和OH分布信息。研究表明:低当量比不稳定燃烧工况下,伴随着角涡回火现象,燃烧室底部角落存在明显火焰反应区;由于旋流拉扯效应导致OH分布结构边缘产生褶皱,并出现多个OH"孤岛";旋流火焰外沿位于喷嘴射流的内侧剪切层;增加当量比,火焰流场结构与反应区分布与低当量比类似,但燃烧更稳定,火焰高度有所增加;内部回流区的经典双涡结构分裂为多个旋涡,存在旋涡进动、破碎的现象。

摘要：建立系统的计算流体成像(CFI)技术,并论证其为流动数值模拟与风洞实验相互佐证的重要手段。采用纯数值模拟技术重构得到流场计算阴影、纹影以及干涉图,主要技术包括复杂湍流模拟技术、三线性插值技术和流动图像重构技术等。同时将CFI技术应用于激波管内绕障碍物三维复杂流动计算图像重构,并与双向全息实验结果进行了比较分析。研究证明该CFI技术可以用于复杂几何边界、分区域、非定常流动图像重构,不仅能够为流场结构特征分析提供重要参考依据,而且能够用于数值模拟与风洞实验结果的比较印证。