鲫鱼C形起动的运动学特征分析

快速起动是鱼类很重要的一种机动能力，有助于鱼类的逃逸和捕食。快速起动通常分为C形起动和S形起动两种模式。本文利用数字式高速摄像机定量地研究了鲫鱼为逃避危险从静止状态做逃逸反应的运动过程。观察发现所有的逃逸反应都是C形起动。仔细分析运动图像后，根据质心和尾鳍的运动，发现C形起动过程大体可以分解为三个阶段。第一阶段，质心保持不动，鱼体在极短的时间内绕质心弯曲呈C形，尾鳍同时迅速摆动；第二阶段，尾鳍作大幅度反向摆动，鱼头转动接近至最终方向；第三阶段，质心沿最终方向作直线运动。本文通过软件分析得到了各个阶段内鱼体躯干曲线的形状，进而给出了鱼体的速度和转动角速度分布，并从力学的角度定性地解释了机动过程。     

在轴向气流作用下液体轴对称抛撒的近场研究

在轴向气流作用下液体轴对称抛撒的研究,是以飞行物体在运动状态下向大气抛撒液体燃料所导致的破碎和雾化为背景的。为了研究在轴向气流作用下液体轴对称抛撒所产生的雾场特性,本文提出了一种新的组合型实验设备。该设备由两台激波管、一套电子同步控制系统组成,可以观察在轴向气流作用下液体轴对称抛撒、破碎和雾化的过程。通过在此设备上的一系列实验,获得了在不同压力和不同气流速度下液体轴对称抛撒的近场纹影照片。通过对照片的研究发现,液体轴对称抛撒具有两个明显的阶段:液核生长阶段和液核稳定阶段。另外近场云雾区轮廓有明显的转折点,此转折点即为液核发生首次破碎的位置。进一步分析表明,轴向气流能促使液体轴对称抛撒首次破碎发生的时间缩短。     

斑马鱼S型起动运动学研究

快速起动是鱼类重要的一种机动能力,有助于鱼类的逃逸和捕食。快速起动通常分为C形起动和S形起动两种模式。本文利用数字式高速摄像机定量地研究了斑马鱼从低速巡游状态做出捕食反应的运动过程。通过分析斑马鱼的运动图像,发现S形起动过程大体可以分解为三个阶段:第一阶段,斑马鱼的头部和尾部都迅速向相同的一个体侧方向转动,整个身体近似弯曲反写的S型。第二阶段,斑马鱼的头部转向捕食方向,尾部摆动1~2个周期,整个身体近似成S型。第三阶段整个鱼体逐渐恢复平直形态,其前端2/3的部分不再摆动,维持一种类似在水中滑翔的游动姿态。本文定量分析了各个阶段鱼体躯干曲线的形状,给出了鱼体的速度分布,并定性地解释了S形起动的力学机理。     

活塞式无膜激波管特性的实验研究

本文在自行研制的无膜激波管中，实验研究了不同快速卸压装置对该激波管运行特性的影响。通过控制高压段充气压力和测量压力波形，得到了高低压段压比和激波马赫数的关系曲线以及在测压点处形成激波所需的最低压比。实验结果表明排气快慢对激波形成距离和所形成激波的强度产生很大的影响。对不同装置产生的结果差异进行了一定的分析。     

电场作用下导电射流稳定性的理论与实验研究

建立导电射流在径向电场作用下的线性稳定性粘性模型,通过正则模方法,推导了轴对称和非轴对称模态下的色散关系,通过计算求得增长率随波数及电欧拉数的变化,并在理论上预测了最有可能波长.选用酒精和酒精甘油混合物作实验液体,观察了径向电场对射流不稳定性行为的影响规律,并测量射流表面波的波长.实验结果和理论结果在定性方面取得了较好的一致.但通过与实验比较,理论预测的最有可能波长在非轴对称模态出现较大偏差,普遍比实验结果小.而且,实验表明,最大增长率并不是判断主导模态的好标准,因为在非轴对称的最大增长率小于轴对称的最大增长率情况下,实验显示非轴对称模态要比轴对称模态明显了.因此,对于非轴对称的不稳定机理,需要进一步研究.对轴对称模态,理论给出了较好的预测.     

关于毕托管标定的数据处理问题

毕托管标定是实验流体力学教学中最基本的实验之一，在以往的教学中大多用经典的最小二乘法把实验数据拟合成过坐标原点的直线。本文讨论了用一般最小二乘法拟合直线方程的方法，并得出下列结论：（１）用经典最小二乘法带来的误差随数据相关系数减小而增大；（２）一般情况下，应该用不过坐标原点的直线方程拟合实验数据。     

激波在平板上诱导的旋涡强度的测量

运动激波通过两个等攻角平板后诱导出两个同向旋转的旋涡，这两个旋涡在随当地气流向下游运动的同时，绕涡核连线中心旋转。本文通过测量涡对的转动角度速度，获得了每个旋涡的强度。实验结果表明，由此测得的旋涡强度不同用于小攻角平板起动涡公式计算了起动涡强度。     

流场显示中的夹层全息术

全息干涉术提供了定量计算流场密度分布的可能性。为了能获得一张定量分析的有限条纹干涉图,必须要能控制流场未扰动区背景条纹的方位和间距,过去文献报道得比较多的是采用双全息图技术,以及在两次曝光中加楔的方法。我们曾经用改变参考光束方位的方法做到了这一点。本文将介绍一种新的光学方法...     

超声速气流中雾化燃料喷射的三维数值研究

首次用双流体模型对雾化燃料在扩张形超燃室中沿九喷嘴顺流喷射的混合问题进行了数值研究。气相用迎风 TVD格式求解三维全 Navier- Stokes方程 ,液相用预估、校正 NND格式求解三维 Euler方程。相间相互作用的常微分方程用预估、校正Runge- Kutta法求解。用三维 Poisson方程生成网格。结果表明 :气相较液相的扩散效果好 ,小直径液滴的扩散效果好。相间速度滑移、改变气相喷射压力和喷射速度对液相扩散的贡献不大 ,但调整喷射角度会明显地增强液相的扩散、混合 ,本文结果未出现阻塞。     

双燃式超燃发动机冷态内流场的数值研究

研究了双燃式一体化通道(包含进气道、双燃式燃烧室和尾喷管)的冷态内流场特性.首次在激波风洞中对内流场进行纹影照相,用TVD格式求解三维全N-S方程对喷管和一体化通道进行分区数值模拟,并考察了几何参数对内流场的影响.结果表明对典型工况(h