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降雨环境下的旋翼桨叶表面水膜特性研究

降雨环境下的旋翼桨叶表面水膜特性研究

第十届中国航空学会青年科技论坛

作者：傅益孙生生叶昆鹏李国知陆军航空兵学院飞行理论系

为研究降雨对直升机旋翼气动性能的影响,对旋翼桨叶表面水膜特性进行数值模拟。基于欧拉两相流理论,提出新的水膜直接生长模型,模拟桨叶表面水膜流动形态;利用能量平衡原理,结合试验/参考数据,建立雨滴溅射实用模型,研究水膜表面粗糙特... 详细信息

为研究降雨对直升机旋翼气动性能的影响,对旋翼桨叶表面水膜特性进行数值模拟。基于欧拉两相流理论,提出新的水膜直接生长模型,模拟桨叶表面水膜流动形态;利用能量平衡原理,结合试验/参考数据,建立雨滴溅射实用模型,研究水膜表面粗糙特性。结果表明,雨滴撞击率与降雨率无关,但和迎角相关,且在桨叶前缘接近于1达到最大,使水膜厚度达到最小;随着迎角的增大,雨滴撞击区域逐步向桨叶下表面移动和扩散;虽然水膜表面粗糙度与降雨率成正比,但凹坑粗糙度与迎角成反比;水波纹粗糙度在桨叶接近失速时会增大,但在迎角继续增大后会由于桨叶上表面雨滴撞击区域的缩小而减小。

关键词：降雨桨叶翼型水膜粗糙度

来源： cnki会议评论

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基于Fluent的热声元件特性研究

基于Fluent的热声元件特性研究

作者：孙生生哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

热声热机是一种全新的热机技术,它遵循热声效应机理,与传统的热机技术相比,它具有结构简单、运行可靠、寿命长、无运动部件、无污染等诸多优点,因此,热声技术及利用已成为工程应用领域的一个研究热点。本文首先回顾了热声理论和技术的... 详细信息

热声热机是一种全新的热机技术,它遵循热声效应机理,与传统的热机技术相比,它具有结构简单、运行可靠、寿命长、无运动部件、无污染等诸多优点,因此,热声技术及利用已成为工程应用领域的一个研究热点。本文首先回顾了热声理论和技术的发展现状,然后概括介绍了热声学的基础知识和热声现象的原理,从微热力学的角度分析了热声循环。由于DeltaE等热声专用计算软件是基于线性假设以及忽略了回热器入口效应,因此对回热器内部的声场研究具有一定的局限性,所以本文采用Fluent数值模拟的方法对问题进行研究。为了检验采用Fluent模拟热声声场的可行性,本文首先对简单直管进行了模拟,模拟结果与理论分布趋势相同,在此基础上又利用部分实验数据作为进口和出口值进行模拟,所得结果在其它点与实验测量值也符合很好,从而证实了采用Fluent对热声系统的声场进行模拟是可行的。在此基础之上,本文就两方面的问题进行了研究:1.热声谐振管管形对声场的影响。对驻波型热声发动机的等直径谐振管和锥形谐振管及指数管进行了初步的数值分析,并进行了模拟计算,以探明变径管对驻波管内压力分布的影响。研究表明引入渐缩锥管可在相同输入条件下提高系统运行的压力振幅,以满足被驱动脉管制冷机对振幅的需要。模拟结果还表明随着锥度的增大,相同输入情况下,声压振幅随之升高,谐振频率也进一步降低。2.回热器流动特性初步研究。对板叠式回热器中交变流动瞬时阻力系数进行了简单的数值分析。建立了一个二维回热器模型,借助Fluent对回热器内交变流场的压力速度分布进行了研究,并对回热器的流动阻力系数进行了探讨计算。结果表明在热声回热器内部压力和质点速度分布不再为驻波形态,而是沿板叠长度呈线性分布;回热器内部的摩擦阻力系数是时间和位置的函数;回热器的进出口表现出明显的入口效应。

关键词：热声热机谐振管回热器声场分布流动特性

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直升机城市飞行复杂气流可视分析与风险防控

直升机城市飞行复杂气流可视分析与风险防控

金刚石纳米锥与Cu-TCNQ纳米线的光电特性研究

第十届中国航空学会青年科技论坛

作者：叶昆鹏孙生生刘丹星钱勃苑飞陆军航空兵学院飞行理论系

针对直升机城市飞行的航空理论、技术方法专业性较强,飞行员难于直观理解的问题,采用直升机空气动力学与飞行环境计算流体动力学相结合,并开展气流可视化仿真的技术手段,对城市飞行环境典型场景的复杂气流环境特征进行可视化分析,得出... 详细信息

针对直升机城市飞行的航空理论、技术方法专业性较强,飞行员难于直观理解的问题,采用直升机空气动力学与飞行环境计算流体动力学相结合,并开展气流可视化仿真的技术手段,对城市飞行环境典型场景的复杂气流环境特征进行可视化分析,得出城区郊区穿越、高楼平台起降、高层建筑飞越、街道峡谷飞行的气流环境特征模型,并对相关飞行活动进行风险预测与控制。

关键词：直升机城市飞行 CFD 可视化仿真飞行安全

来源： cnki会议评论

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金刚石纳米锥与Cu-TCNQ纳米线的光电特性研究

作者：孙生生哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

纳米材料是最近几年兴起的纳米科学技术中的重要研究内容。在纳米材料中，金属纳米粒子、半导体纳米线和纳米锥是纳米科学研究中的热门课题，对这些材料光电性能的研究属于国际前沿研究领域。纳米材料既有块体材料不具备的特性，如小尺... 详细信息

纳米材料是最近几年兴起的纳米科学技术中的重要研究内容。在纳米材料中，金属纳米粒子、半导体纳米线和纳米锥是纳米科学研究中的热门课题，对这些材料光电性能的研究属于国际前沿研究领域。纳米材料既有块体材料不具备的特性，如小尺寸效应，量子效应等，也有自己独特的特点，如耦合效应，协同效应等。此外，很容易通过外界条件来控制纳米结构的性能，如电场、光照、磁场等，从而能够制备出功能强大的微纳光电子器件。本文对不同的纳米结构，包括金属纳米颗粒、金刚石纳米锥、半导体纳米线及其复合结构，进行相应的光电特性实验研究和理论分析，主要研究内容如下：（1）叙述纳米材料与纳米结构在国内外的研究进展，介绍纳米结构的一些特殊的光电特性。（2）利用等离子体刻蚀方法制备金刚石锥，对已有扫描探针显微镜进行改装，在不同波长光照条件下测量单个金刚石锥的光电特性。（3）利用有限时域差分原理（FDTD）对纳米金刚石锥及其纳米金属颗粒复合结构进行理论模拟，分析影响电磁场分布的各种因素。（4）制备有机半导体Cu-TCNQ纳米线，利用微加工手段制备电极，借助综合物理场测量系统等，研究其单根纳米管的光电特性、电输运特性，并简单分析了机理。

关键词：纳米结构光电特性电输运特性有限时域差分金刚石有机半导体

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基于Fluent的热声异形谐振管压比研究

低温工程 2008年第1期 14-18页

作者：孙生生张富珍宋福元哈尔滨工程大学动力与能源工程学院 150001

通过采用Fluent模拟计算的方法研究了在相同输入的情况下,不同谐振管形状对系统压比的影响。为了验证采用Fluent的可行性和作者编制程序的准确性,对刚性封闭直管,容性封闭直管进行了模拟,其结果与理论分析相吻合;对一实验系统进行模拟,... 详细信息

通过采用Fluent模拟计算的方法研究了在相同输入的情况下,不同谐振管形状对系统压比的影响。为了验证采用Fluent的可行性和作者编制程序的准确性,对刚性封闭直管,容性封闭直管进行了模拟,其结果与理论分析相吻合;对一实验系统进行模拟,模拟时以其中任意两个测点测量值为输入输出,将所得声场其它观察点的模拟结果与实验测量值相比较,二者符合也很好,证明了本研究方法是可行的,程序编制是正确的。在此基础之上,对不同管形结构的空谐振管进行了模拟计算,得到了不同情况下的最大输出压力,结果认为在提高压比方面渐变管优于突变管及锥形管优于直管。

关键词： Fluent模拟计算热声谐振管压比

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回热器板叠流动特性研究

低温工程 2010年第3期 42-45页

作者：孙生生韩跃峰苑飞翟琛陆军航空兵学院飞行理论系北京101123

回热器内交变流动的研究是回热式制冷机研究的重点,采用数值模拟的方法对回热器内交变流动特性进行了研究。结果表明回热器内压力、速度分布不再呈波动状分布,而是近似的呈直线分布。回热器内的交变流动阻力系数是时间与位置的函数,也... 详细信息

回热器内交变流动的研究是回热式制冷机研究的重点,采用数值模拟的方法对回热器内交变流动特性进行了研究。结果表明回热器内压力、速度分布不再呈波动状分布,而是近似的呈直线分布。回热器内的交变流动阻力系数是时间与位置的函数,也具有明显的波动性。

关键词：热声回热器交变流动摩擦阻力系数

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热声系统内交变流动特性的理论分析

低温工程 2008年第5期 11-15页

作者：张富珍李青孙生生胡忠军中国科学院理化技术研究所北京100190 哈尔滨工程大学动力与能源学院哈尔滨100050

从流动特性角度分析了热声系统中速度分布的一些特征和形态。对动量方程的数值解的分析表明:当rh/vδ3.5或Reω>100流动发展为完全湍流状态,流动的大部分区域的压力振荡和速度振荡的相位差趋向于π/2,声场接近于驻波声场。

关键词：热声流动特性速度分布声场模态

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热声系统内交变流动特性的数值模拟

低温工程 2008年第4期 6-9,14页

作者：孙生生张富珍李青李正宇哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 中国科学院理化技术研究所北京100080

对热声系统中交变流动的声场与流场分布进行了数值模拟,得到了热声谐振管和回热器(板叠)内的压力和速度分布及二者之间的相位关系。数值模拟表明:在谐振管内,在模拟的边界条件下,径向速度分布出现"环形效应",流动分为核心区的完全湍流... 详细信息

对热声系统中交变流动的声场与流场分布进行了数值模拟,得到了热声谐振管和回热器(板叠)内的压力和速度分布及二者之间的相位关系。数值模拟表明:在谐振管内,在模拟的边界条件下,径向速度分布出现"环形效应",流动分为核心区的完全湍流流动和湍流边界层内的粘性流动;对于水力半径和粘性渗透层深度相当的热声板叠,其内速度分布逐步出现"环形效应",流动介于层流和湍流的过渡区,为过渡态流动,在流道的大部分区域压力和速度振荡的相位差趋向于π/2;对于水力半径和粘性渗透层深度之比较小的热声回热器,其内交变流动的流动特性与稳态流动的相似,速度的径向分布为抛物线形,类似于定常流动的层流速度分布。

关键词：热声交变流动数值模拟速度分布

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锥形管和指数形管内的声场研究

低温与超导 2014年第4期42卷 79-82页

作者：孙生生苏锋叶昆鹏张强翟琛靳婉梅钱勃陆军航空兵学院飞行理论系北京101123

谐振管的形状会影响到驱动压比和谐振频率的变化。文中对变径管内的声场作了简单的理论分析,得出渐缩管具有增强压比的功能。分别对不同锥度的渐缩和渐扩锥形管、不同蜿蜒指数的渐缩和渐扩指数管内流场做了模拟,并与相同情况下的直管做... 详细信息

谐振管的形状会影响到驱动压比和谐振频率的变化。文中对变径管内的声场作了简单的理论分析,得出渐缩管具有增强压比的功能。分别对不同锥度的渐缩和渐扩锥形管、不同蜿蜒指数的渐缩和渐扩指数管内流场做了模拟,并与相同情况下的直管做了比较。可以看出,渐缩锥形管和指数管均能明显增强管内压比,同时降低谐振频率。

关键词：变径管模拟计算压比