探究性学习在声速测量实验课中的运用

为了进一步提高大学物理实验课堂教学的质量,根据探究性学习的特点,构建声速测量实验课的实验教学过程,采用创建探究方向、拓展探究方向和加大探究自由度及激励机制,从而提高了大学物理实验课堂教学的自主性、实践性、开放性和激励性。     

音频声速测量仪的研制

设计制作了音频声速测量仪,传输信号是可以连续调节频率的音频信号,发声喇叭和拾音喇叭分别安装在圆管的两端,距离保持不变,拾音喇叭的信号经放大后连接到数字电压表,把发声喇叭的激励信号和拾音喇叭的输出信号都接到示波器上.通过连续改变喇叭的发声频率,利用共振干涉法和相位比较法测量声速.     

声速测定实验不确定度、误差之比较研究简

对声速测定的两种实验方法，进行了对比性实验。结合其误差分析、不确定度进行了比较性分析研究。     

低超重高强度全复材跨声速颤振模型设计制造与试验

采用MSC Laminate Modeler模块复材结构精细建模技术,该文准确建立了某飞机部件的全复材跨声速颤振风洞试验件动力学模型,通过静、动力力学综合优化,实现了低超重模型的设计。借助于高精度预浸料铺层技术与热压成型工艺成功制备了全复材跨声速颤振模型,通过地面试验验证了该模型具有结构强度高、动力学特性精度高、分散性小、时效性好等诸多优点。复材模型简易装配技术的开发,在保证模型精度的同时大幅降低了生产成本。文中发展的低超重全复材跨声速颤振模型设计制造技术具有广泛的型号应用价值。     

两相速度平衡条件下的两相流声速

在两相速度平衡条件下,本文首先给出无相变的两相流中声速的一般表达式。再对相间传热作出热平衡或绝热假设,得到完全平衡的和部分平衡的声速的具体表达式。两相流(速度平衡的)声速的许多现有公式都可以作为特例从一般表达式中导出。本文还研究了相变对声速的影响,给出了一元两相系的和二元两相系的完全平衡(速度平衡、热平衡和相平衡)声速公式。     

高超声速层流尾迹的数值模拟

本文利用无波动、无自由参数、耗散的差分格式(NND格式),通过求解NS方程,数值模拟了高超声速层流尾迹的流动,清晰地给出了主激波、拐角膨胀波、迹激波及自由剪切层,所得流场物理量的分布与实验结果甚为一致。计算发现了底部迴流区由起始向定常的发展中,在瞬时流线图上经历了极限环形成、胀大、缩小、再胀大最后消失的演变过程。     

定向结晶合金材料全部工程弹性常数的超声测定

采用超声脉冲回波重合法（ＰｕｌｓｅＥｃｈｏＯｖｅｒｌａｐ）对一种定向结晶耐高温合金材料进行了研究，精确测试了该材料中沿不同方向传播的超声纵波及横波的声速，计算出慢度曲线，并确定了材料的全部工程弹性常数．通过对工程弹性常数及慢度曲线对材料进行评价，为其工程应用提供重要依据     

Research on sound velocity measurement in a laboratory for large elastic materials

A measurement scheme carried out in a tank is designed to obtain the compressionaland shear-wave velocities of a large elastic material.A hydrophone is used to receive the high frequency acoustic signals which penetrate the tested material,in order to determine the transmission time from the source to the hydrophone,the transmission time is also calculated according to the ray acoustic theory in layered media.A cost function is built based on the measured and the calculated transmission time,then the compressional- and shear-wave velocities can be obtained using the optimization algorithm.Compared with the traditional measurement scheme,this approach can not only get the 2 kinds of sound velocities in the tested material at the same time,but also keep the integrality of the tested material.With the proposed measurement system,the uncertainty of measurement results is less than 3.5%.     

驻波法之声压极小值测声速研究

传统的驻波干涉法采用声压极大值测声速,受示波器屏幕尺寸限制,灵敏度差.详细分析了驻波共振干涉法测声速的原理,确定了声压极小值测声速的理论依据.用声压极小值法测定了声速,实验结果表明:该方法比声压极大值法更好操作且误差更小.     

高超声速飞行器纵向动力系统平衡态集的拓扑结构研究

以高超声速飞行器纵向运动的空气动力学模型和结构动力学模型为依据,采用数值分析的方法,研究了高超声速飞行器动力系统平衡点集的拓扑结构.首先根据高超声速飞行器在巡航阶段的飞行边界的限制条件得到在给定的飞行高度和马赫数下的平衡点集,由此近似估算出了高超声速飞行器的飞行包线.然后根据得到的平衡点集,分别研究了高超声速飞行器的迎角、升降舵偏角和发动机的燃料当量比与飞行马赫数和高度的关系,并进行了数值拟合,在此基础上分别描绘了以上三个拟合关系式的曲面关系图。