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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟

排灌机械工程学报 2025年

作者：李良超赵国柱马国鹭张磊徐斌西南科技大学制造过程测试技术教育部重点实验室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

对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 详细信息

对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比以进行模型验证.研究发现振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅都可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小.

关键词：振动混合器上浮颗粒固液悬浮两相流动数值模拟

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大型飞机全尺寸多段翼结冰特性计算和试验

航空学报 2025年

作者：易贤任靖豪赖庆仁刘宇王强中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室

采用数值模拟和大型结冰风洞试验相结合的方法，开展了典型大飞机全尺寸三段翼的结冰特性研究。基于结冰数值计算软件NNW-ICE发展了适合于多段翼结冰模拟的计算方法，包括液滴收集计算的高效拉格朗日算法、考虑液膜非定常流动特性的结... 详细信息

采用数值模拟和大型结冰风洞试验相结合的方法，开展了典型大飞机全尺寸三段翼的结冰特性研究。基于结冰数值计算软件NNW-ICE发展了适合于多段翼结冰模拟的计算方法，包括液滴收集计算的高效拉格朗日算法、考虑液膜非定常流动特性的结冰相变计算方法、适合于多时间步结冰计算的结冰界面和网格重构方法。在此基础上，采用NNWICE进行了典型状态下三段翼结冰计算，并在中国空气动力研究与发展中心的3m×2m大型结冰风洞开展了该翼型的全尺寸试验，重点分析了缝翼背面的结冰特性。结果表明，除了缝翼和主翼的迎风面前缘，以及襟翼的下翼面有结冰，缝翼背面也会结冰。研究首次发现了缝翼背面冰形会表现出独特的双冰脊形态，并通过计算分析，揭示双冰脊现象形成的原因。相关结果和发现可以为飞机增升装置和防除冰设计提供参考。

关键词：多段翼结冰模拟结冰风洞试验水收集特性冰形

基于PXI总线的某高超声速风洞测量系统研制

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计算机测量与控制 2025年

作者：贾霜蒲麒陈涌吴鑫中国空气动力研究与发展中心高速所

为了解决某高超声速风洞测量系统设备老化、数据采集通道性能严重下降以及信号线路转接环节较多的问题，开展了新测量系统研制工作。构建了基于PXI总线的新测量系统，选用高精度的信号调理系统和多类型数据采集卡，软件采用模块化、多... 详细信息

为了解决某高超声速风洞测量系统设备老化、数据采集通道性能严重下降以及信号线路转接环节较多的问题，开展了新测量系统研制工作。构建了基于PXI总线的新测量系统，选用高精度的信号调理系统和多类型数据采集卡，软件采用模块化、多线程设计模式，集成测力、测压和测热试验于一体，可实现多种试验类型的灵活配置。经试验测试，测量系统的误差限优于0.03%，风洞速度场、温度场和标准模型试验结果满足国标要求，新的测量系统稳定性好，可靠性高，数据采集精准度高，可以满足先进飞行器测试需要。

关键词：高超声速风洞测量系统 PXI 信号调理系统

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基于卷积时序网络的防冰翼面瞬态温度场预测

空气动力学学报 2025年

作者：陈志勇杨先凤陈宁立易贤彭博西南石油大学计算机与软件学院中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室空气动力学国家重点实验室

电加热防冰是防止飞机机翼结冰的关键技术之一，快速准确预测防冰翼面瞬态温度场对电加热系统的优化设计具有重要意义。为实现对防冰翼面瞬态温度场的快速预测，缩短电热防冰系统优化设计周期，提出了一种结合本征正交分解（proper orth... 详细信息

电加热防冰是防止飞机机翼结冰的关键技术之一，快速准确预测防冰翼面瞬态温度场对电加热系统的优化设计具有重要意义。为实现对防冰翼面瞬态温度场的快速预测，缩短电热防冰系统优化设计周期，提出了一种结合本征正交分解（proper orthogonal decomposition, POD）和卷积时序网络（convolutional temporal network, CTN）的预测方法。该方法首先利用POD对温度数据做降维处理，随后以工作条件参数作为输入，使用降维后的模态时间系数作为输出，构建了基于一维卷积和时间卷积的卷积时序网络，并且引入多头注意力（multi-head attention, MHA）机制突出关键特征，最后使用样本准确率（SA）来评估模型对瞬态温度场预测的准确性。此外，为探究模型超参数对预测性能的影响，设置消融实验验证了提出的网络结构的有效性。结果表明，所提出的网络模型对防冰翼面瞬态温度场的预测具有较高的准确性，在测试集上的预测精度达94.4%。

关键词：温度场预测机翼本征正交分解卷积神经网络时间卷积网络

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空气节流对煤油燃料超燃燃烧室燃烧性能影响

宇航学报 2015年第12期36卷 1421-1427页

作者：田野杨顺华肖保国乐嘉陵中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心绵阳621000

采用非定常数值模拟方法研究了空气节流对煤油燃料超燃冲压发动机燃烧性能的影响,并研究了节流流量和节流撤去时间对节流效果的影响。在发动机入口马赫数2.0、静温656.5 K、静压0.125 MPa的条件下,无空气节流时发动机下壁面稳焰失败,壁... 详细信息

采用非定常数值模拟方法研究了空气节流对煤油燃料超燃冲压发动机燃烧性能的影响,并研究了节流流量和节流撤去时间对节流效果的影响。在发动机入口马赫数2.0、静温656.5 K、静压0.125 MPa的条件下,无空气节流时发动机下壁面稳焰失败,壁面压力较低;有空气节流时发动机下壁面燃料稳定燃烧,壁面压力较高。空气节流可以有效地提高发动机的推力性能,可以改变发动机的燃烧模态。随着节流流量和节流撤去时间的增加,燃烧越来越剧烈,壁面压力逐渐升高,可能影响进气道的起动。节流可能促使流场产生振荡现象,通过改变节流流量也可以消除振荡现象。

关键词：超燃燃烧室空气节流火焰稳定节流参数

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再生冷却超燃冲压发动机传热计算分析与试验

推进技术 2012年第3期33卷 443-449页

作者：蒋劲张若凌中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速研究中心四川绵阳621000

为了计算评估再生冷却超燃冲压发动机的传热特性,并确认计算结果可信,结合固壁三维热传导方程、三维燃气流场计算软件平台和燃油物性计算程序,发展了能对再生冷却超燃冲压发动机进行三维热分析的计算程序;将水冷和油冷通道传热试验、再... 详细信息

为了计算评估再生冷却超燃冲压发动机的传热特性,并确认计算结果可信,结合固壁三维热传导方程、三维燃气流场计算软件平台和燃油物性计算程序,发展了能对再生冷却超燃冲压发动机进行三维热分析的计算程序;将水冷和油冷通道传热试验、再生冷却超燃冲压发动机传热试验和燃油冷却面板传热特性试验的测量值与计算数据进行对比研究,计算结果与测量值符合较好。

关键词：超燃冲压发动机再生冷却热分析试验验证

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低成本高超声速试验火箭姿态控制方法

宇航学报 2017年第9期38卷 946-955页

作者：吴东升郑忠培丁智坚中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

针对我国低成本高超声速试验火箭的需求,提出一种基于简易反作用控制系统(RCS)的进动和章动同步控制方法,实现高空旋转火箭的大范围姿态调整和再入姿态控制。该方法采用单喷管且喷气冲量固定的RCS执行机构,通过对旋转火箭在RCS间歇作用... 详细信息

针对我国低成本高超声速试验火箭的需求,提出一种基于简易反作用控制系统(RCS)的进动和章动同步控制方法,实现高空旋转火箭的大范围姿态调整和再入姿态控制。该方法采用单喷管且喷气冲量固定的RCS执行机构,通过对旋转火箭在RCS间歇作用下动力学演进过程分析,建立了体现进动、章动耦合效应的状态空间模型和系统稳定条件,设计了开关控制策略。利用姿态角和角速率构建反馈信号控制RCS喷管开启,使姿态角满足要求。理论仿真表明:在RCS喷气冲量矩相对误差为26.7%,自旋角速度变化范围为2.0~4.0 r/s的条件下,仍然可以实现大范围俯仰角调整(+10°^-60°)。该方法可以应用于我国低成本高超声速试验火箭,推动高超声速研究性飞行试验广泛开展。

关键词：高超声速自旋火箭姿态控制反作用控制系统进动章动

乙烯燃料超燃冲压发动机流场振荡及其控制研究

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推进技术 2015年第7期36卷 961-967页

作者：田野乐嘉陵杨顺华肖保国中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

为了研究超燃冲压发动机燃烧室内的流场振荡原因与抑制振荡的方法,采用非定常数值模拟研究了乙烯燃料超燃冲压发动机的流场振荡现象。结果表明:在燃烧室入口马赫数2,静温530K,静压0.1MPa的入流条件下,冷流流场存在振荡现象,主要是由于... 详细信息

为了研究超燃冲压发动机燃烧室内的流场振荡原因与抑制振荡的方法,采用非定常数值模拟研究了乙烯燃料超燃冲压发动机的流场振荡现象。结果表明:在燃烧室入口马赫数2,静温530K,静压0.1MPa的入流条件下,冷流流场存在振荡现象,主要是由于凹槽内低速流体与主流高速流体形成的剪切层周期性的振荡,流场振荡周期为13.6ms,振荡频率为73.5Hz;K1或K2油位注油当量比0.1,均可以有效地抑制流场的振荡,流场达到稳定所需时间分别为8ms和30ms;K3油位注油当量比0.1或0.2均不能抑制流场的振荡,但使振荡周期由15.13ms转为5.7ms,振荡频率由66.1Hz转变为175.3Hz;五点注油有效地提高了发动机的推力性能。

关键词：超燃冲压发动机非定常数值模拟振荡频率性能

空气节流对乙烯燃料超燃冲压发动机流场结构影响研究

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推进技术 2015年第4期36卷 481-487页

作者：田野乐嘉陵杨顺华邓维鑫张弯洲中国空气动力研究与发展中心吸气式高超声速技术研究中心四川绵阳621000

空气节流可以有效地实现超燃冲压发动机燃烧室燃料的稳定燃烧,采用非定常数值模拟和地面试验研究了空气节流作用下乙烯燃料超燃冲压发动机的流场特性。结果表明:在燃烧室入口马赫数2、静温530K,静压0.1MPa,845mm处节流条件下,冷流流场... 详细信息

空气节流可以有效地实现超燃冲压发动机燃烧室燃料的稳定燃烧,采用非定常数值模拟和地面试验研究了空气节流作用下乙烯燃料超燃冲压发动机的流场特性。结果表明:在燃烧室入口马赫数2、静温530K,静压0.1MPa,845mm处节流条件下,冷流流场达到稳定所需时间较短,约为2ms;在空气节流开始后的6ms注入燃料实现发动机的起动点火是合适的;28ms后燃烧流场稳定,流场呈现短周期的小幅振荡,周期约为0.86ms,振荡对流场的影响很小;壁面压力数据的数值模拟结果与试验结果匹配良好,数值模拟更加全面地给出了流场结构信息。

关键词：超燃冲压发动机空气节流流场结构振荡