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激光能量沉积对超声速进气道流动控制效果的研究

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航空学报 2023年

作者：王旺饶彩燕徐聪李思怡段毅张健空间物理重点实验室

为了寻求有效的流动控制方法来提升进气道捕获流量，本文基于非定常雷诺平均的Navier-Stokes方程，探究不同激光激励形式(单脉冲激光、连续、高重频激光)对二元式进气道的控制过程及流场参数的影响情况。在来流马赫数Ma∞=7的GK-01二元... 详细信息

为了寻求有效的流动控制方法来提升进气道捕获流量，本文基于非定常雷诺平均的Navier-Stokes方程，探究不同激光激励形式(单脉冲激光、连续、高重频激光)对二元式进气道的控制过程及流场参数的影响情况。在来流马赫数Ma∞=7的GK-01二元式进气道上游，加入激光能量沉积，对比激励流场与基础流场，结果表明：能量沉积主要通过高温热核和其诱导的压力波两种方式对进气道内流场结构施加作用，减小进气道内分离区，提升捕获流量，改善进气道内流动状态。具体控制作用过程包括：a、能量沉积诱导的压力波与斜激波相互作用，能量沉积局部高温高压作用使得进气道入口气流流动方向发生偏折，原流出进气道的部分气流受压力影响流入进气道内，造成进气道捕获流量增加；b、能量沉积及压力波传播至进气道内流场区域，能量沉积产生的压力波与进气道入口的分离区相互作用，原进气道入口的低能分离区逐渐减小，进气道捕获流量增大。

关键词：流动控制能量沉积进气道捕获流量分离数值模拟

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二元低音爆超声速进气道的流动特性研究

推进技术 2017年第5期38卷 975-982页

作者：饶彩燕谭慧俊张悦南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室江苏南京210016

为了揭示低音爆进气道的特殊流动机理,设计了一种新型二元低音爆超声速进气道,其具有零度角唇罩和发散等熵压缩前体这两个典型特征,并通过仿真手段获得了其在典型状态下的流场结构和工作特性。结果表明:由于唇罩内侧倾角过大,在低来流... 详细信息

为了揭示低音爆进气道的特殊流动机理,设计了一种新型二元低音爆超声速进气道,其具有零度角唇罩和发散等熵压缩前体这两个典型特征,并通过仿真手段获得了其在典型状态下的流场结构和工作特性。结果表明:由于唇罩内侧倾角过大,在低来流马赫数下(Ma∞=1.8,2.0),低音爆进气道在口部产生了唇罩弯曲激波及相应的局部亚声速区,这一流动结构的存在使其在临界状态下的总压恢复系数与外压式进气道相比分别降低了2.3%和5.5%;而在高来流马赫数下(Ma∞=2.5),唇罩激波在肩部下游诱导出一个大的分离包,该分离包使得低音爆进气道的性能随下游堵塞度的变化变得敏感。由于本文设计的低音爆进气道外唇罩角为0°,其音爆水平与外压式进气道相比显著降低,其中其音爆在设计马赫数的通流状态下减小了98.6%。此外,进气道的音爆还与其工作状态相关,进气道的溢流程度越大、超声速来流的马赫数越低,音爆水平则越高。

关键词：低音爆超声速进气道发散等熵压缩零度角唇罩弯曲激波局部亚声速区

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超额定状态下二元超声速进气道的流动特性

航空动力学报 2017年第5期32卷 1160-1167页

作者：饶彩燕谭慧俊张启帆南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室南京210016

为了揭示超额定工作状态下超声速进气道内的复杂流动机理,对一设计马赫数为2.0的二元超声速进气道开展了数值模拟研究,获得了其在不同来流马赫数状态、不同节流状态下的流场结构.结果表明:当进气道工作在额定状态时,随着节流程度的增加... 详细信息

为了揭示超额定工作状态下超声速进气道内的复杂流动机理,对一设计马赫数为2.0的二元超声速进气道开展了数值模拟研究,获得了其在不同来流马赫数状态、不同节流状态下的流场结构.结果表明:当进气道工作在额定状态时,随着节流程度的增加,其激波串的核心区由偏向下壁面摆至偏向上壁面;而在超额定状态下,由于依次受到唇罩内侧分离包、唇罩激波等的影响,激波串核心区则由偏向上壁面转而摆至偏向下壁面.在来流马赫数为2.5的节流状态下,其唇罩激波与前体斜激波相交形成了马赫杆等复杂波系结构,而来流马赫数为3.0状态却并未形成此类现象.在上述两种超额定工作状态下,前体斜激波的上透射激波均在高反压条件下演化为正激波形态,而唇罩激波的下透射激波形态也发生了明显的改变.

关键词：超额定超声速进气道激波串马赫杆核心区

二元低音爆超声速进气道的流动特性与流动控制研究

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二元低音爆超声速进气道的流动特性与流动控制研究

作者：饶彩燕南京航空航天大学

学位级别：硕士

超声速进气道作为民用超声速飞行器的一个主要迎风部件,由其产生的激波是飞行器音爆噪声的主要来源,因此开展低音爆进气道研究对于改善民用超声速飞行器的音爆特性具有重要意义。本文设计了一种二元低音爆超声速进气道,其具有零度外唇... 详细信息

超声速进气道作为民用超声速飞行器的一个主要迎风部件,由其产生的激波是飞行器音爆噪声的主要来源,因此开展低音爆进气道研究对于改善民用超声速飞行器的音爆特性具有重要意义。本文设计了一种二元低音爆超声速进气道,其具有零度外唇罩角和发散等熵压缩前体两个典型特征,并对该种进气道的流动特性和流动控制措施开展了仿真研究。研究结果表明,低音爆进气道的前体发散压缩波会在唇罩内表面上形成非规则反射,由此产生弯曲激波和相应的口部亚声速区。这种流场结构分别导致进气道在M0=1.8、2.0时的临界总压恢复系数降低了2.3%、5.5%,而在M0=2.5工况下的总压恢复系数变化变得敏感。在对低音爆进气道开展的参数化研究中发现,当其前体等熵压缩角θ2及二级唇罩角δ2越大、压缩波发散程度hc/h0和肩部倒圆半径R越小时,非规则反射形成的弯曲激波越强,这将导致进气道的流量系数最高降低1.8%;而其临界总压恢复系数则会因θ2的增大而最高增加1.06%、因hc/h0的增大最高降低2.22%。另一方面,低音爆进气道的音爆强度与外压式进气道相比降低了98.6%,但当其设计参数改变、来流马赫数降低或进入亚临界状态时,其音爆强度将大幅增加。另外,对低音爆进气道开展流动控制研究发现,大后掠涡流发生器可有效抑制由唇罩激波/边界层干扰形成的分离流动以及通道内的横向流动,同时还可通过旋涡增强低能流与主流区之间的掺混,使出口截面的低能流区高度降低。此外,大后掠涡流发生器安装位置的后移及其高度的增加在一定范围内可提升其流动控制效果。

关键词：低音爆超声速进气道发散等熵压缩前体非规则反射大后掠涡流发生器流动控制

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高超声速进气道不起动问题的研究进展

南京航空航天大学学报 2014年第4期46卷 501-508页

作者：谭慧俊卜焕先张启帆饶彩燕南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室南京210016 先进航空发动机协同创新中心北京100191

由于传统声学振荡模式失效并且进口存在超声速溢流,高超声速进气道的不起动现象显著地有别于常规设计的超声速进气道,并且相比而言其危害性更大、与燃烧室的耦合更紧密、对其控制的实时性要求也更高,为此必须在吸气式高超声速技术的发... 详细信息

由于传统声学振荡模式失效并且进口存在超声速溢流,高超声速进气道的不起动现象显著地有别于常规设计的超声速进气道,并且相比而言其危害性更大、与燃烧室的耦合更紧密、对其控制的实时性要求也更高,为此必须在吸气式高超声速技术的发展过程中受到重视。本文从流态特征、分类与识别方法、预警方法以及控制方法4个方面对高超声速进气道不起动研究领域取得的主要进展进行了回顾,分析了当前尚存在的主要问题,并探讨了未来的发展方向。

关键词：高超声速进气道不起动

二元低音爆进气道的关键参数对其流动特性的影响研究

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二元低音爆进气道的关键参数对其流动特性的影响研究

超额定状态下二元超声速进气道反压特性的仿真研究

第九届全国流体力学学术会议

作者：饶彩燕谭慧俊张悦南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室

目前,为推动第二代民用超声速飞机的复苏,具有低音爆特性的飞行器逐渐成为各国的研究热点。而超声速进气道作为其中的一个主要迎风部件,由其唇罩产生的激波是飞行器音爆噪声的主要来源。为此,美国湾流航空公司提出了一种新型的低音爆进... 详细信息

目前,为推动第二代民用超声速飞机的复苏,具有低音爆特性的飞行器逐渐成为各国的研究热点。而超声速进气道作为其中的一个主要迎风部件,由其唇罩产生的激波是飞行器音爆噪声的主要来源。为此,美国湾流航空公司提出了一种新型的低音爆进气道设计方法。根据该设计方法,本文设计了一种二元低音爆超声速进气道,结合其独特的流场结构,提炼出影响其流动特性的关键设计参数,并深入分析各参数对进气道流场结构和性能参数的影响规律,旨在为低音爆进气道优化设计提供参考依据。

关键词：低音爆进气道设计参数流动特性非规则反射强解斜激波

来源： cnki会议评论

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超额定状态下二元超声速进气道反压特性的仿真研究

黄河上游流域生态系统服务变化及权衡与协同关系研究

中国力学大会-2015

作者：饶彩燕谭慧俊张启帆南京航空航天大学能源与动力学院

对一设计马赫数为声速进气道在超额定状态下反压特性的独之处,本文对一设计马赫数为2.0的二元超声速的二元超声速进气道行了数值仿真研究。首先进气道行了数值仿真研究。首先,通过获得了设计来流马赫数2.0下的通流场和节下的通流场和节...

对一设计马赫数为声速进气道在超额定状态下反压特性的独之处,本文对一设计马赫数为2.0的二元超声速的二元超声速进气道行了数值仿真研究。首先进气道行了数值仿真研究。首先,通过获得了设计来流马赫数2.0下的通流场和节下的通流场和节场特性,为下文超额定状态流场的分析提供对比和参照;而后,对来流马赫数2.5和3.0下的通流

关键词：

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生态学报 2024年

作者：庞彩艳文琦丁金梅吴昕燕施琳娜宁夏大学地理科学与规划学院宁夏大学建筑学院宁夏大学乡村振兴研究院乡村治理中心青海师范大学地理科学学院

黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区，研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文基于土地利用、土壤、气象等数据，借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等... 详细信息

黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区，研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。本文基于土地利用、土壤、气象等数据，借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等方法，定量分析了2000—2020年黄河上游生态系统服务的时空演化特征及其权衡与协同关系。结果表明：（1）黄河上游各项生态系统服务整体表现为“西南高，东北低”的分布格局，高值区主要分布于流域西南部，低值区主要分布于流域东北部；（2）研究期内，黄河上游各项生态系统服务均呈现波动变化的趋势，产水量和土壤保持呈现整体减少趋势，生境质量与碳储量呈现增加的趋势；（3）各项生态系统服务两两之间均存在不同程度的相关关系，产水量与生境质量、碳储量呈现此消彼长的权衡关系，产水量-土壤保持、生境质量-碳储量与土壤保持-碳储量之间呈现协同关系；（4）在空间分布格局上，各项生态系统服务间的权衡与协同关系表现出显著的空间异质性与尺度效应，不同分区之间差异较大。本文可为科学管理区域生态系统，促进流域可持续发展提供参考。

关键词：黄河上游生态系统服务权衡与协同 InVEST模型相关性分析

黄河上游流域生态系统服务变化及其权衡协同关系

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生态学报 2024年第12期44卷 5003-5013页

作者：庞彩艳文琦丁金梅吴昕燕施琳娜宁夏大学地理科学与规划学院银川750021 宁夏大学建筑学院银川750021 青海师范大学地理科学学院西宁810016 宁夏大学乡村振兴研究院乡村治理中心银川750021

黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区,研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于土地利用、土壤、气象等数据,借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等方法,... 详细信息

黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区,研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于土地利用、土壤、气象等数据,借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等方法,定量分析了2000—2020年黄河上游生态系统服务的时空演化特征及其权衡与协同关系。结果表明:(1)黄河上游各项生态系统服务整体表现为“西南高,东北低”的分布格局,高值区主要分布于流域西南部,低值区主要分布于流域东北部;(2)研究期内,黄河上游各项生态系统服务均呈现波动变化的趋势,产水量和土壤保持呈现整体减少趋势,生境质量与碳储量呈现增加的趋势;(3)各项生态系统服务两两之间均存在不同程度的相关关系,产水量与生境质量、碳储量呈现此消彼长的权衡关系,产水量-土壤保持、生境质量-碳储量与土壤保持-碳储量之间呈现协同关系;(4)在空间分布格局上,各项生态系统服务间的权衡与协同关系表现出显著的空间异质性与尺度效应,不同分区之间差异较大。本文可为科学管理区域生态系统,促进流域可持续发展提供参考。

关键词：黄河上游生态系统服务权衡与协同 InVEST模型相关性分析