Simultaneous density and velocity measurements in a supersonic turbulent boundary layer

A novel technique for simultaneous measurements of instantaneous whole-field density and velocity fields of supersonic flows has been developed.The density measurement is performed based on the nano-tracer planar laser scattering(NPLS) technique,while the velocity measurement is carried out using particle image velocimetry(PIV).The present experimental technique has been applied to a flat-plate turbulent boundary layer at Mach 3,and the measurement accuracy of the density and velocity are discussed.Based on this new technique,the Reynolds stress distributions were also obtained,demonstrating that this is an effective means for measuring Reynolds stresses under compressible conditions.     

Imaging of supersonic flow over a double elliptic surface

The coherent structures of flow over a double elliptic surface are experimentally investigated in a supersonic lownoise wind tunnel at Mach number 3 using nano-tracer planar laser scattering(NPLS)and particle image velocimetry(PIV)techniques.High spatiotemporal resolution images and velocity fields of both laminar and turbulent inflows over the test model are captured.Based on the time-correlation images,the spatial and temporal evolutionary characteristics of the coherent structures are investigated.The flow structures in the NPLS images are in good agreement with the velocity fluctuation fields by PIV.From statistically significant ensembles,spatial correlation analysis of both cases is performed to quantify the mean size and the orientation of coherent structures.The results indicate that the mean structure is elliptical in shape and the structural angles in the separated region of laminar inflow are slightly smaller than that of turbulent inflow.Moreover,the structural angles of both cases increase with their distance away from the wall.     

基于双指标分析法和聚类分析法的鸡骨草红外指纹图谱比较研究

利用双指标分析法和系统聚类分析法,鉴别了不同年限不同产地鸡骨草的红外指纹图谱。结果显示,(1)应用双指标分析法时,只做13点平滑就可以将6种鸡骨草样品完全分开,可以在六维空间中考察不同中药样品之间的相互关系,并可用数量将这些关系精确地表示出来;应用系统聚类分析时只做13点平滑的初始数据聚类效果较差,但13点平滑后再做一阶导数处理,聚类效果很明显,6类鸡骨草样品可以完全分开。(2)应用双指标分析法,在样本量大时,共有峰率变异峰率统计较麻烦,但精确度较高;聚类分析法,精确度相对较低,但是运作比较方便。(3)运用以上两种方法均表明,同一产地栽培鸡骨草化学成分较相似,同一产地不同年限栽培鸡骨草化学成分差异较大。     

基于NPLS的超声速后台阶流场精细结构及其非定常特性

在马赫数3.4的低噪声超声速风洞中,分别采用纹影技术及基于纳米示踪的平面激光散射技术(NPLS),对台阶高度为3 mm的层流后台阶绕流结构进行了流动显示实验,旨在研究后台阶流场再附区的平均流动规律及再附边界层的瞬态流场精细结构,并通过比较不同时刻的NPLS数据,发现后台阶再附边界层涡结构的非定常演化特性;并且与马赫数4.2条件下的纹影结果和前期研究成果进行了比较.结果表明,两种流动显示方法均可以捕捉激波膨胀波的位置,但NPLS技术在揭示流场某一截面内的瞬态精细结构方面更具优势,其时间分辨率可达6 ns,空间分辨率微米量级;该流场条件下的回流剪切层的倾角为-3.1?,再附边界层的平均增长斜率为0.07519;再附边界层中发卡涡脱落的特征时间尺度为大约10μs.相同膨胀比条件下,再附随着马赫数增大而推迟;膨胀比越大,再附越提前,并且流动折转角变大.     

傅里叶变换红外光谱法和紫外-可见谱线组法分析广西特产罗汉果

采用红外光谱和紫外-可见谱线组法全面分析了广西特产罗汉果,并将紫外-可见谱线组法延伸至红外光谱,采集了4种浸泡液的红外谱图。罗汉果红外光谱中出现了羟基、亚甲基、链状羧酸酯羰基、酰胺和苷键的特征吸收峰,表明其中主要含有油脂、蛋白质和甜甙等成分。4种不同极性溶剂水、乙醇、氯仿和石油醚浸泡液的紫外-可见谱线中吸收峰个数、峰形和峰位都存在很大差别,全面反映出罗汉果所含成分的整体效应。4种浸泡液的红外谱图中分别出现了不同成分的特征峰,说明水浸泡液中含有蛋白质和甜甙等极性分子,乙醇浸泡液中既含有蛋白质、甜甙,也含有油脂等脂溶性成分,氯仿浸泡液中除了含有大量油脂,还含有少量蛋白质等成分,而石油醚浸泡液中只含有油脂等脂溶性成分。     

激波与层流/湍流边界层相互作用实验研究

在超声速风洞中,分别对层流和湍流来流条件下的边界层和斜激波(激波强度足以引起流动分离)相互干扰进行了实验研究,利用纳米粒子示踪平面激光散射(NPLS)技术获得了两种条件下流场的精细结构图像;利用粒子图像测速(PIV)技术获得了两种条件下流场的速度场和涡量场;综合运用NPLS结果和PIV结果对比分析了两种流动的瞬时流动结构和时间相关性,实验结果表明:层流边界层内的分离区呈现出狭长的条状,而湍流边界层内分离区呈现出较规则的椭圆;在入射激波上游距入射点较远的位置,层流边界层外围拟序结构会诱导出一系列压缩波系,进而汇聚成空间位置不稳定的诱导激波,而湍流边界层则是在入射激波上游较近的地方直接形成较强且稳定的诱导激波;在入射激波下游,层流边界层内的膨胀区域较小且急促,膨胀后产生的再附激波很弱,而湍流边界层内的膨胀区域较大,膨胀后产生的激波较强。     

隔离段激波串流场特征的试验研究进展

高超声速推进技术是国际前沿研究, 其中双模态超燃冲压发动机的发展受到极大关注. 作为超燃冲压发动机的重要部件, 隔离段对发动机的性能和高超声速飞行的实现至关重要, 其中所涉及的流动机理问题也极为复杂. 自从高超声速飞行的概念被提出和论证以来, 相关的理论、试验和仿真研究不断取得进展, 但是对其中的机理问题研究仍有待进一步深入. 本文将从试验研究的角度回顾并综述近年来超燃冲压发动机隔离段的研究进展, 结合精细流动测试技术(Nano-tracer Planar Laser Scattering, NPLS)的发展分析了隔离段流场特征, 包括了激波串流场复杂的三维时空结构特点、湍流特性、非线性迟滞运动、不启动流场特征以及激波前缘检测等. 从风洞设备、隔离段设计、测试技术等方面对隔离段的试验研究进行了分类比较和论述, 对今后隔离段试验研究提出了建议.