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超燃冲压发动机旋转斜坡概念研究

推进技术 2014年第4期35卷 530-536页

作者：金亮黄伟郭善广国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

基于斜坡增强混合及旋转冲压的设计思想,提出一种旋转斜坡概念,即通过斜坡旋转产生大尺度旋涡及旋转运动激波来增强混合。采用Fluent软件求解URANS方程,对旋转斜坡非定常流场开展了数值模拟研究,分析了斜坡旋转速度对燃烧室的流场特征... 详细信息

基于斜坡增强混合及旋转冲压的设计思想,提出一种旋转斜坡概念,即通过斜坡旋转产生大尺度旋涡及旋转运动激波来增强混合。采用Fluent软件求解URANS方程,对旋转斜坡非定常流场开展了数值模拟研究,分析了斜坡旋转速度对燃烧室的流场特征、涡量、总压损失等性能的影响。结果表明斜坡旋转促进了凹腔剪切层的振荡,并在凹腔内形成了较强烈的流向旋涡。当旋转速度54.3r/min时,斜坡旋转导致的流向涡量峰值约是无旋状态下的4倍左右,总压恢复系数比斜坡静止状态最大降低约10%。

关键词：超燃冲压发动机混合增强旋转斜坡计算流体力学

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吸气式高超声速推进助推段内流振荡及其抑制

推进技术 2012年第1期33卷 20-25页

作者：郭善广柳军金亮罗世彬国防科技大学航天与材料工程学院湖南长沙410073

为了掌握高超声速飞行器盲腔流场的激波振荡机理,采用"双时间步"方法对轴对称吸气式高超声速飞行器内流道盲腔流场进行了非定常数值模拟。结果表明,飞行器内流道出现了非定常激波振荡现象,内流道壁面压力出现了低频高幅的周期性变化。... 详细信息

为了掌握高超声速飞行器盲腔流场的激波振荡机理,采用"双时间步"方法对轴对称吸气式高超声速飞行器内流道盲腔流场进行了非定常数值模拟。结果表明,飞行器内流道出现了非定常激波振荡现象,内流道壁面压力出现了低频高幅的周期性变化。为了消除高超声速飞行器内流道的激波振荡现象,设计了级间段泄流方案,对飞行器进行了内外流一体化定常和非定常的数值模拟。结果表明,级间段泄流方案可以有效地消除内流道的激波振荡现象。

关键词：高超声速飞行器内外流一体化激波振荡数值模拟

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带背景激波系的凹腔流动特性研究

空军工程大学学报 2023年第5期24卷 48-55页

作者：郭善广付昌钦李明啸杨恒德空军工程大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室西安710038

凹腔作为超燃冲压发动机的一种火焰稳定器受到广泛关注,凹腔剪切层与背景激波系的相互作用影响凹腔火焰稳定器的性能。为深入分析背景激波系对凹腔流动的影响,设计了长深比为13.3的闭式凹腔,将凹腔模型前缘激波和风洞上壁面干扰激波作... 详细信息

凹腔作为超燃冲压发动机的一种火焰稳定器受到广泛关注,凹腔剪切层与背景激波系的相互作用影响凹腔火焰稳定器的性能。为深入分析背景激波系对凹腔流动的影响,设计了长深比为13.3的闭式凹腔,将凹腔模型前缘激波和风洞上壁面干扰激波作为背景激波系,在Ma=2的直连式风洞中开展了背景激波系与凹腔剪切层的相互作用的试验,采用高速纹影系统对瞬态流场进行了捕捉,重点关注背景激波系和凹腔剪切层的动态变化特性。采用纹影序列的本征正交分解来研究流场中的主要相干结构,采用快速傅里叶变换和连续小波变换对流场的频率域特征进行了分析。结果表明:在背景激波与剪切层相互作用下,激波结构产生大尺度振荡,凹腔内流动结构产生小尺度脉动。通过对激波位置的傅里叶变换分析,发现激波振荡的主导频率集中在90~400Hz的范围内。通过对纹影图像的空间傅里叶变换分析,发现5kHz以下的流场振荡主要由激波振荡引起,5kHz以上的流场脉动主要由凹腔内流动结构引起。

关键词：激波凹腔剪切层流动不稳定性

LSA—800B吸附树脂对苹果汁吸附脱色的动力学研究

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农业工程学报 2004年第6期20卷 15-19页

作者：仇农学郭善广陕西师范大学食品工程系西安710062 华南理工大学食品与生物工程学院广州510640

该文研究了不同温度(25℃～70℃)和不同树脂浓度(1,2,4,8g/L)条件下LSA—800B树脂对苹果汁吸附脱色的动力学过程。试验结果表明,该树脂吸附平衡曲线符合Langmuir和Freundlich模型,获得了不同温度下的模型参数值(Kad、Q0、Kf和n)。吸附... 详细信息

该文研究了不同温度(25℃～70℃)和不同树脂浓度(1,2,4,8g/L)条件下LSA—800B树脂对苹果汁吸附脱色的动力学过程。试验结果表明,该树脂吸附平衡曲线符合Langmuir和Freundlich模型,获得了不同温度下的模型参数值(Kad、Q0、Kf和n)。吸附焓变化(ΔH)值为4.16kJ/mol说明这一过程是吸热过程。自由能(ΔG)随温度升高而呈下降趋势说明此过程是自发过程。由试验数据进一步计算出了不同树脂浓度和不同温度下苹果汁吸附脱色的动力学参数。随着温度升高吸附能力提高,但初始平衡时间有所减少;在2～4g/L的树脂浓度范围内,吸附效果比较明显,在55℃时,树脂达到初始平衡的覆盖率(θe)较高,据此确定了该树脂对苹果汁吸附脱色的适宜温度和树脂浓度范围分别为55℃,2～4g/L。

关键词：苹果汁吸附树脂吸附脱色

高能电弧等离子体激励控制双压缩拐角激波/边界层干扰实验研究

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推进技术 2022年第10期43卷 208-223页

作者：张传标梁华郭善广杨鹤森刘诗敏张东盛空军工程大学航空工程学院等离子体动力学重点实验室陕西西安710038

超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的... 详细信息

超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的双压缩拐角构型,开展了高能流向脉冲电弧放电阵列调控双压缩拐角激波/边界层干扰的实验研究,并对激励流场的高速纹影图像进行了空间梯度阈值处理和均方根处理。结果显示,在激励的作用下两道分离激波的强度均减弱,验证了利用高能流向脉冲电弧放电阵列控制双压缩拐角激波/边界层干扰的可行性。在分析控制效果的基础上,获得了在不同构型拐角的流场中前驱冲击波列和控制气泡的演化规律,结合控制效果的时序特征,最终揭示了高能流向脉冲电弧放电阵列作用于双压缩拐角激波/边界层干扰的前驱控制和接续控制的接力控制机理。

关键词：流动控制阵列式脉冲电弧放电激波/边界层干扰等离子体气动激励

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超声速/高超声速双拐点喷管设计

航空动力学报 2012年第12期27卷 2742-2748页

作者：郭善广王振国赵玉新柳军国防科学技术大学高超声速冲压发动机技术重点实验室长沙410073

为实现直连式试验台、高温风洞等试验设备的多马赫数运行,提出了双拐点喷管设计方法.喷管分2段设计,第1段共用,采用3次B-Spline函数描述喷管轴线马赫数分布.首先采用特征线方法求解Eul-er方程,得到无黏的理想喷管型面.其次采用参考温度... 详细信息

为实现直连式试验台、高温风洞等试验设备的多马赫数运行,提出了双拐点喷管设计方法.喷管分2段设计,第1段共用,采用3次B-Spline函数描述喷管轴线马赫数分布.首先采用特征线方法求解Eul-er方程,得到无黏的理想喷管型面.其次采用参考温度方法求解边界层位移厚度,对无黏壁面进行修正得到实际壁面.共用段喷管出口的平行均匀流作为第2段喷管设计的初值.为验证设计方法的可行性,设计了中间马赫数为3.0,出口马赫数分别为4.0,4.5和5.0的双拐点喷管,并采用雷诺平均的Navier-Stokes方程对设计的喷管流场进行数值模拟.计算结果表明:喷管出口流场均匀,试验菱形区的马赫数误差小于1.2%.该方法提高了喷管设计精度,保证消波干净,为直连式试验台、高温风洞等设备的多个喷管共用一套动力系统提供了基础.

关键词：喷管设计超声速双拐点型面特征线消波

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苹果浓缩汁褐变、后混浊诱因及控制研究

苹果浓缩汁褐变、后混浊诱因及控制研究

作者：郭善广陕西师范大学

学位级别：硕士

苹果浓缩汁褐变、后混浊一直是困扰着我国乃至世界果汁加工业的重大技术难题，目前尚无成熟可靠的控制方法。褐变、后混浊严重影响果汁的品质，增加了我国果汁出口的难度。因此，如何安全、无污染地减缓、降低和控制苹果浓缩汁褐变、后... 详细信息

苹果浓缩汁褐变、后混浊一直是困扰着我国乃至世界果汁加工业的重大技术难题，目前尚无成熟可靠的控制方法。褐变、后混浊严重影响果汁的品质，增加了我国果汁出口的难度。因此，如何安全、无污染地减缓、降低和控制苹果浓缩汁褐变、后混浊而又最大限度地保存果汁中的营养成分，是提高果汁质量、增加附加值的关键。本文研究了苹果浓缩汁贮存对褐变、后混浊的影响，确定了引起褐变、后混浊的主要诱因;检测了苹果浓缩汁生产加工过程对褐变、后混浊及其诱因的影响;分析了榨季不同时期苹果浓缩汁色值和浊度的变化;探讨了LSA—800B吸附树脂对果汁中色素及色素前体(诱因)吸附的动力学特征;尝试了使用金属微滤膜控制、减轻褐变、后混浊的方法。希望通过研究能为生产高品质苹果浓缩汁提供理论及数据支持。试验研究结果表明： 1．苹果浓缩汁加工单元操作中前巴氏杀菌杀处理能够钝化PPO的活性，在前巴氏杀菌后的加工单元操作及贮存过程中引起果汁褐变的主要原因是美拉德反应。 2．苹果浓缩汁贮存过程中温度对后混浊影响很大，在较高温度下更易于形成后混浊，而在较低温度下后混浊形成缓慢。贮存过程中浊度变化经历三个典型的阶段：迟滞期、增长期和稳定期。以浊度(NTU)计算三个不同贮存温度5℃、20℃和37℃条件下果汁形成后混浊的速率基本符合一级反应动力学。 3．不同贮存温度条件下果汁褐变变化速率符合一级动力学。温度对褐变的影响随着温度的提高褐变速率明显加快，5℃、20℃和37℃贮存条件下果汁褐变度分别增加了12.45％、46.86％和415.28％。以色值和吸光值计算三个不同贮存温度条件下果汁褐变速率基本符合一级反应动力学。 4．苹果浓缩汁中的蛋白质(Pro)、总酚(PP)及单宁(Tan)含量随贮存时间延长而下降，且在37℃贮存时下降速率明显大于5℃和20℃时的下降速率。 5．5—羟甲基糠醛(HMF)含量与果汁的褐变速率成指数关系，方程相关系数达到0.90以上。说明果汁在贮存时的褐变主要由美拉德反应引起且初期HMF微量的增加，就能产生很大程度的褐变，控温可以减缓果汁的褐变。苹果浓缩汁中的氨基态氮(AAN)含量随贮存时间增加而下降、随贮存温度升高下降速率加快。果汁中氨基态氮含量变化与果汁褐变速率呈线性相关，同样说明褐变是由美拉德反应引起。 6.在加工过程前期低温条件及高温短时杀菌情况下，美拉德反应速率缓慢，对果汁褐变的影响不显著。在后巴氏杀菌较长时间高温处理时，美拉德反应速率很快。加工过程中除了超滤对氨基态氮(AAN)几乎没有影响外，其它单元操作都可降低果汁中AAN的含量，特别是吸附、浓缩和后巴氏杀菌对其均有明显的影响。果汁中总酚(PP)和单宁(几n)的含量在酶解后的各加工单元操作中呈明显下降趋势。加工过程中的酶解能显著降低可溶性蛋白质(Pro)含量，超滤和吸附对其影响也比较显著，而浓缩和后巴氏杀菌工艺对其影响较弱。 7.正常苹果浓缩汁和后混浊苹果汁的初始浊度有显著差异。产生后混浊果汁的初始浊度要高于正常果汁的初始浊度，在生产中控制果汁的初始浊度非常必要，可以降低果汁在贮存过程中发生后混浊的几率。 8.LSA一800树脂吸附果汁中色素为吸热过程，主要是物理吸附。不同树脂浓度25℃吸附初始平衡时间平均为9.73h，而且随着温度提高初始平衡时间有所减少。在2一4叭果汁的树脂浓度范围内，吸附效果比较明显，超过此范围则单位质量树脂吸附效果有所下降。在试验温度范围内较高温度的吸附平衡常数(Kad)值较大。 9.金属膜过滤前后果汁的色值变化差异不大，三次试验中平均色值仅降低了 0.43%;经纸板过滤的果汁色值则差异很大，三次试验中平均色值降低幅度达 10.11%。.金属微滤膜与纸板过滤对浊度的影响都很显著，处理后果汁的浊度分别下降T 73.5既和47.50%。 1 0.选择成熟度合适的苹果能控制，减缓褐变、后混浊的发生。苹果贮存时间与色值的关系不明显，但随贮存时间延长浊度有下降趋势。

关键词：苹果浓缩汁褐变后混浊诱因控制

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苹果汁金属膜和纸板过滤除菌效果比较

农业工程学报 2006年第12期22卷 248-250页

作者：赵武奇仇农学郭善广陕西师范大学食品工程系西安710062

该文进行了金属膜和纸板过滤的苹果汁除菌效果的比较。结果表明,金属膜过滤前后果汁的色值变化差异不大,试验中色值降低的最大值为2%;纸板过滤的果汁色值差异较大,试验中色值降低的最小值为7%;金属膜与纸板过滤对浊度的影响都很显著,试... 详细信息

该文进行了金属膜和纸板过滤的苹果汁除菌效果的比较。结果表明,金属膜过滤前后果汁的色值变化差异不大,试验中色值降低的最大值为2%;纸板过滤的果汁色值差异较大,试验中色值降低的最小值为7%;金属膜与纸板过滤对浊度的影响都很显著,试验中浊度降低的最小值分别为70%和48%;0.05μm的金属膜和纸板过滤两者均能达到除菌要求。金属膜过滤得到的果汁品质优于纸板过滤,使用成本比纸板过滤也低,金属膜又具有耐酸、耐碱、抗氯、耐高温、耐高压的优良特性,具有代替纸板过滤的广阔应用前景。

关键词：金属膜纸板过滤苹果汁除菌

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超声速转弯流道内的迟滞现象

国防科技大学学报 2014年第4期36卷 10-14页

作者：郭善广王振国赵玉新国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室湖南长沙410073

采用特征线法,通过预先给定中心线马赫数分布,设计了消波的二维超声速转弯流道。研究了不同反压作用下转弯流道内的激波串结构、壁面沿程静压分布和壁面分离区演化等特征,分析了流道内激波串波结构与反压的关系,发现了激波串波头很难稳... 详细信息

采用特征线法,通过预先给定中心线马赫数分布,设计了消波的二维超声速转弯流道。研究了不同反压作用下转弯流道内的激波串结构、壁面沿程静压分布和壁面分离区演化等特征,分析了流道内激波串波结构与反压的关系,发现了激波串波头很难稳定在流道拐点附近。当激波串波头靠近流道拐点时,流场具有双解。流动双解区向单解区演化过程中,伴随有大分离区在上、下壁面之间的迅速转换和激波串结构的快速演化。

关键词：超声速流动转弯流道迟滞特征线法双解