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Computations of Inlet/Isolator for SCRAMjet Engine

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Journal of Thermal Science 2000年第4期9卷 334-338页

作者： Wang Xiaodong,le jialing (China Aerodynamics Research & Development Center, R.O. Box 211, Mianyang Sichuan, 621000, China )

The inlet/isolator is one of the important parts to the SCRAMjet engine. In the present paper, the flow fields within an inlet and isolator of a SCRAMjet engine have been simulated by the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations with the Baldwin-Lomax algebraic turbulence model. The second order H. C. Yee TVD scheme is used for the inviscid flux terms and a central difference considering the character of flow is used for the diffusion terms. The code was used to simulate the flow field of three types of the inlet/isolator models. The results show that the configuration of the internal compression surface of the inlet and the divergent angle of the isolator have a great important effect on the characteristics of the inlet/isolator.

关键词： inlet numerical simulation Navier-Stokes equations turbulence model.

轴对称层流到湍流转捩区间速度和温度的振荡统计特性研究

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实验流体力学 2019年第2期33卷 30-42页

作者：张若凌乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

热力学平衡系统连续相变的理论方法,被推广用来讨论圆管内轴对称层流到湍流转捩区间的流动和振荡特性。假设在转捩区间径向脉动速度与充分发展区的湍流在数值上完全相同,在每一个截面上转捩流动可以看成是充分发展区的层流和湍流的合成... 详细信息

热力学平衡系统连续相变的理论方法,被推广用来讨论圆管内轴对称层流到湍流转捩区间的流动和振荡特性。假设在转捩区间径向脉动速度与充分发展区的湍流在数值上完全相同,在每一个截面上转捩流动可以看成是充分发展区的层流和湍流的合成流动。湍流成分的合成比例作为序参数用来定义合成流动。引入合成比例的振荡后,运用最小熵产生准则得到一个可以描述转捩行为的方程。采用相同的处理方法讨论了加热圆管内转捩区间的对流传热特性。在圆管内的流动和对流传热允许相似和独立的转捩过程,在转捩区间宏观振荡同时具有随机性和确定性。最后与实验进行了对比,包括流动和传热实验得到的测量结果。

关键词：转捩区间合成流动振荡最小熵产生

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脉冲燃烧风洞测力系统动态标定方法

实验流体力学 2017年第4期31卷 51-58页

作者：武龙王锋乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

针对脉冲燃烧风洞中的测力系统,提出了一种动态标定方法。利用力锤在模型表面上不同位置,沿不同方向施加一系列集中载荷,由输入载荷和天平输出辨识出该表面对应的单位脉冲响应函数(UIRF),再将各表面对应的UIRF加权得到系统的UIRF,加权... 详细信息

针对脉冲燃烧风洞中的测力系统,提出了一种动态标定方法。利用力锤在模型表面上不同位置,沿不同方向施加一系列集中载荷,由输入载荷和天平输出辨识出该表面对应的单位脉冲响应函数(UIRF),再将各表面对应的UIRF加权得到系统的UIRF,加权系数由试验状态下各表面的压力分布确定。辨识某表面对应的UIRF时,通过将其参数化使反卷积问题转化为参数优化问题以回避问题的病态特性。求解参数优化问题时,先用遗传算法搜索到参数全局最优解的近似值,再以此作为单纯形方法的初值继续优化得到参数最优值。在ANSYS中模拟了动态标定过程,考虑了实际试验中输出应变含有较大噪声的情况,验证了这种动态标定方法的准确性。

关键词：脉冲燃烧风洞动态标定参数辨识遗传算法单纯形方法

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超声速脉冲风洞起动过程数值模拟

西南交通大学学报 2008年第6期43卷 751-755页

作者：张小庆乐嘉陵许明恒西南交通大学机械工程学院四川成都610031 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

为研究超声速脉冲风洞起动激波的传播过程和流场建立过程中流场结构的变化,对其起动过程进行了数值模拟.包含组分扩散的控制方程为二维粘性、可压缩、非定常的守恒型Navier-Stokes方程.用中心有限体积法进行空间离散,用隐式双时间步方... 详细信息

为研究超声速脉冲风洞起动激波的传播过程和流场建立过程中流场结构的变化,对其起动过程进行了数值模拟.包含组分扩散的控制方程为二维粘性、可压缩、非定常的守恒型Navier-Stokes方程.用中心有限体积法进行空间离散,用隐式双时间步方法处理非定常时间项.计算结果与试验结果基本一致.研究表明,起动激波速度由于内型面的变化而改变,并在隔离段中达到最大值.

关键词：超声速脉冲风洞起动过程有限体积法双时间步法

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电加热圆管内流动的自然转捩过程研究

实验流体力学 2017年第2期31卷 51-60页

作者：张若凌乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

分析了在一个电加热圆管内的自然转捩流动和对流传热。对于圆管内的流动,提出在径向脉动速度不随流动模式变化的假设下,自然转捩流动是充分发展的层流与湍流流动按照比例的合成。采用合成比例来描述该合成流动,合成比例在转捩区间会发... 详细信息

分析了在一个电加热圆管内的自然转捩流动和对流传热。对于圆管内的流动,提出在径向脉动速度不随流动模式变化的假设下,自然转捩流动是充分发展的层流与湍流流动按照比例的合成。采用合成比例来描述该合成流动,合成比例在转捩区间会发生振荡。根据最小熵产生准则得到自然转捩发展演化的方程,其中转捩发展演化的控制因素,是合成比例的振荡。给出了一个与测量结果一致的合成比例的振荡函数,包括圆管内转捩过程的传热实验测量和速度及其脉动统计特性的实验测量。指出圆管内层流向湍流的转捩过程,可以与热力学平衡系统的连续相变过程进行比较,并且在电加热圆管内的流体,其速度和温度可以有相似和独立的转捩演化过程。

关键词：转捩流动振荡流动合成最小熵产生

脉冲风洞天平短时振荡测力数据稳态值提取的优化识别方法

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振动与冲击 2018年第8期37卷 153-157,179页

作者：王锋武龙吴东升乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心超高速所高超声速冲压发动机技术重点实验室四川绵阳621000

针对脉冲型风洞有效试验时间短、测力天平输出为大幅振荡信号的问题,提出了一种从振荡信号中提取稳态值的方法。忽略风洞启动段的数据,只取来流稳定段上的天平测力信号,将其看作是因受恒定载荷作用而处于非零稳态位置的多自由度系统由... 详细信息

针对脉冲型风洞有效试验时间短、测力天平输出为大幅振荡信号的问题,提出了一种从振荡信号中提取稳态值的方法。忽略风洞启动段的数据,只取来流稳定段上的天平测力信号,将其看作是因受恒定载荷作用而处于非零稳态位置的多自由度系统由未知初始位移和速度引起的自由振动响应,用参数化的自由振动模型拟合测量输出,通过求解优化问题辨识出未知参数,其中就包含了所求的天平稳态输出值。用几个算例对方法进行了检验。

关键词：脉冲风洞天平测力试验参数识别

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吸气式高超声速飞行器非均匀尾喷流试验

航空学报 2017年第3期38卷 35-42页

作者：贺旭照秦思卫锋乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室绵阳621000

在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,开展了非均匀喷流条件下的吸气式高超声速飞行器后体尾喷流/外流干扰测压试验研究。采用非均匀内喷管,模拟飞行器尾喷管非均匀入流,测量了飞行器后体膨胀面及水平翼表面压力,采用高... 详细信息

在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,开展了非均匀喷流条件下的吸气式高超声速飞行器后体尾喷流/外流干扰测压试验研究。采用非均匀内喷管,模拟飞行器尾喷管非均匀入流,测量了飞行器后体膨胀面及水平翼表面压力,采用高清纹影观测了喷流干扰区域的流场结构,获得了不同工况下非均匀入流对尾部及水平翼表面压力分布的影响规律。试验结果显示尾喷管非均匀入流对飞行器尾部壁面压力分布及流场结构有明显影响,喷管入流的非均匀特征在吸气式高超声速飞行器喷流模拟中不可忽视。非均匀喷流核心区压力分布明显高于均匀喷流时的结果;核心区域外,非均匀喷流的作用面积略小于均匀喷流,且非均匀喷流同外流交叉干扰区域的面积和强度要略小于均匀喷流;均匀喷流在喷管出口区域存在明显的膨胀波系,交叉干扰激波及剪切层的扩张角也大于非均匀入口条件时的结果。

关键词：吸气式飞行器高超声速非均匀喷流内外流干扰测压

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超燃燃烧室中燃烧反应区域变化情况试验

航空动力学报 2023年第10期38卷 2370-2382页

作者：何赞乐嘉陵田野钟富宇中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所四川绵阳621000

运用试验的方式在来流马赫数为2.5的条件下研究了气态燃料在直连式凹腔燃烧室内的燃烧过程,结合壁面压力测量以及OH-PLIF(OH-平面激光诱导荧光系统)方法分析了乙烯燃料在点火后1 ms内的燃烧反应区域发展过程和氢气燃料在稳焰时1 ms内的... 详细信息

运用试验的方式在来流马赫数为2.5的条件下研究了气态燃料在直连式凹腔燃烧室内的燃烧过程,结合壁面压力测量以及OH-PLIF(OH-平面激光诱导荧光系统)方法分析了乙烯燃料在点火后1 ms内的燃烧反应区域发展过程和氢气燃料在稳焰时1 ms内的燃烧反应区域变化过程。结果表明凹腔后缘斜坡对于气态燃料的火焰传播起重要作用,初始燃烧区域在随来流到达后斜坡后会减速滞留,为附近的燃料提供适宜的点火环境。凹腔剪切层对气态燃料的稳焰燃烧起重要作用,剪切层内始终部分存在剧烈燃烧反应区域,这将为凹腔内部源源不断地提供点火能量,为维持凹腔内部燃料持续点火燃烧提供能源支撑。试验测得乙烯初始燃烧反应区域向凹腔上游的发展速度约为170 m/s。

关键词：超燃燃烧室氢气乙烯平面激光诱导荧光系统(PLIF) 燃烧反应区域

吸气式高超声速飞行器气动力气动热的数值模拟方法及应用

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计算物理 2008年第5期25卷 555-560页

作者：贺旭照赵慧勇乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000

对吸气式高超声速飞行器而言,物面热流和摩阻的准确预测对飞行器设计及安全十分关键.介绍采用CFD准确预测气动力和气动热的方法,包括流动的控制方程、湍流模型及湍流的先进壁面函数边界条件,介绍流动的数值求解方法.对典型超声速层流和... 详细信息

对吸气式高超声速飞行器而言,物面热流和摩阻的准确预测对飞行器设计及安全十分关键.介绍采用CFD准确预测气动力和气动热的方法,包括流动的控制方程、湍流模型及湍流的先进壁面函数边界条件,介绍流动的数值求解方法.对典型超声速层流和湍流流动的摩擦阻力和热流进行详细的验证与确认,考察CFD工具在使用先进壁面函数边界条件后,湍流计算的法向网格无关性能力.对设计的一种吸气式高超声速飞行器的气动力和气动热进行数值模拟,为飞行器的气动设计及热防护提供了可靠的数据.

关键词：吸气式高超声速飞行器气动力气动热数值模拟