摘要：为了改善高超声速进气道在低马赫数下的自起动能力,设计了一种高超声速进气道电磁流动加速控制方案.基于低磁雷诺数假设建立完全气体湍流流场、电磁场耦合数值计算方法,数值分析了不同外加电磁场条件下进气道加速起动过程中流场结构、起动特性控制效果.结果表明:施加外加磁场、电场后,洛伦兹力的方向和流动方向相同,此时控制区域洛伦兹力起到加速的作用,增加了近壁面流体的动量,从而增强边界层抵抗分离的能力;此外,顺流向洛伦兹力增加了壁面的剪切应力,从而增加局部湍流流场壁面摩擦阻力系数;背景进气道不起动状态存在大规模分离区,电场、磁场作用下,分离泡受到额外的顺流向洛伦兹力作用,为达到分离区受力平衡,压力平台区域变小,宏观体现为分离点后移,分离泡尺度减小;加速起动过程中,顺流向洛伦兹力可以降低背景进气道自起动马赫数,拓宽进气道工作马赫数范围.

摘要：高超声速风洞在航空航天领域占据着不可替代的作用。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是一种具备非接触、灵敏度高、多参数测量、结构简单、价格低廉和高时空分辨等优点的流场诊断手段,被广泛应用于高超声速风洞等极端环境的温度、组分浓度、气流速度等参数测量。介绍了TDLAS技术的测量原理以及典型的光路设计,总结了近几年来国内外在高超声速风洞流场诊断中开展TDLAS应用的实例,最后概述了国内在高超声速风流场应用TDLAS诊断的发展水平以及还存在的相关问题,并对高超声速风洞中TDLAS流场诊断技术发展做了简单展望,为后续开展TDLAS技术改进及相关高超声速流场诊断实验提供参考。

摘要：为了解决再入飞行器涉及到的高焓真实气体效应、辐射传热等关键气动问题,满足中国下一代航天飞行器研制对高焓环境模拟的需求,中国空气动力研究与发展中心建成了一座工程应用型的高焓膨胀管风洞。重点介绍了风洞的一些关键技术及解决途径,包括气动设计、活塞驱动、大口径耐冲击夹膜机构设计、双滚动浮动支撑运行、配套高焓瞬态测试技术,风洞流场调试的初步结果及测试技术验证等情况。流场调试结果表明:高焓膨胀管风洞实现的关键技术指标气流速度、焓值和有效试验时间范围分别是1.63~11.50 km/s、1.5~71.7 MJ/kg和0.1~1.1 ms,该风洞具备了进行高焓真实气体效应问题研究的地面试验模拟能力。

摘要：为研究干式超声波清洗头空腔结构的流场和声场特性,根据干式超声清洗头的超声波发声机理设计了通过流体间流体力学相互作用发声的3 mm腔体(小腔体)结构和通过流体与声学模态共振相互作用发声的10 mm腔体(大腔体)结构,采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对所设计的方腔展开数值研究。结果表明:两结构有着相似的流场特性,相同压力条件下小腔体的流激振荡更激烈;腔体内最大流速随压力的增大而增大,最大流速的增长率随压力增大而减小,不同的腔体在相同压力条件下最大速度、最大速度的增长率相近;两种结构均能产生超声波,其超声波发声机理与腔体尺寸相关,发声机理与预测值相符。研究表明,针对干式超声波清洗头的流道结构设计并不局限于流体间流体力学相互作用发声的小腔体,大腔体同样可以产生强烈高频超声波,这为干式超声波清洗头的结构设计提供参考。

摘要：为解决传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法获取港口起重机主梁截面风力系数过程繁琐、难以实现结构快速优化设计的关键技术难题,提出了一种基于卷积神经网络的起重机主梁截面风力系数快速预测模型。本研究所提出的风力系数快速预测模型利用自由几何变形方法处理基础截面形状以获取具有丰富几何特征的起重机主梁截面图形集,并采用CFD方法计算各主梁截面图形对应的风力系数生成数据集。在此基础上,基于数据集训练预测模型并对其网络结构进行优化,建立了主梁截面与风力系数之间的非线性映射关系。此外,进一步将该预测模型与遗传算法结合建立了一种主梁截面优化设计方法,并以数据集内F11截面为例将防风性能作为优化目标测试了该优化方法的准确性和效率。算例测试结果表明,所提出的风力系数快速预测模型在预测各主梁截面的风力系数时平均相对误差为1.87%,预测时间为毫秒量级,比传统CFD方法计算效率有数量级地提升;应用本研究所发展的起重机主梁截面优化设计方法优化后的F11截面较优化前风力系数降低了15.89%,能够极大地提高主梁截面的防风性能,证明了所提出的优化方法的可靠性,可作为一种起重机主梁截面结构优化设计与快速选型的新方法。