二维可压缩流体Kelvin-Helmholtz不稳定性

利用高精度数值格式,研究了二维可压缩流体中的Kelvin-Helmholtz不稳定性,主要研究了可压缩性对Kelvin-Helmholtz稳定性增长率的影响.模拟定量的给出低Mach和高Mach数两种情况下,初始静压和对流Mach数以及Kelvin-Helmholtz不稳定性线性增长率的关系.模拟结果和自由剪切层以及混合层的实验结果以及理论分析一致.模拟表明,对流Mach数是描述流体可压缩性的合适参数,对流Mach数越小流体越不可压,Kelvin-Helmholtz不稳定性的线性增长率随对流Mach数的增加而减小. 关键词： Kelvin-Helmholtz不稳定性 可压缩流体 Mach数 超音速流体     

Infrared spectra of two isomers of OCS-C2H2 and OCS-C2D2 in the region of OCS ν1 fundamental

Infrared spectra of OCS-C₂H₂ and OCS-C₂D₂ complexes in the region of the C-O stretching fundamental of OCS (∼2060 cm⁻¹) are studied in a pulsed supersonic slit-jet expansion using a tunable diode laser. For each complex, two bands are observed and assigned to distinct near-parallel and the T-shaped isomers. Ground state parameters were previously determined from microwave studies, so analysis of the infrared spectra gives information on the vibrational shifts upon complex formation as well as rotational and centrifugal distortion parameters for the excited states. All four bands show a red shift with respect to the monomer band origin, with the T-shaped isomer having a much larger shift than the near-parallel isomer. Disappearance of the T-shaped isomer when argon is used as a carrier gas supports the notion that the near-parallel isomer is the lowest energy form of the complex.     

多普勒漂移对超音速燃气流光辐射特性计算的影响

分析了超音速射流由于高速相对运动产生多普勒谱线漂移效应对光辐射特性计算的影响。通过采用逐线计算法对不同环境压力、气流温度、气流速度条件下超音速燃气射流在不同的红外光谱区(2.7微米谱带和4.3微米谱带)光辐射谱带积分强度的计算结果比较表明:多普勒漂移效应受环境总压影响最大,压力越大多普勒漂移的影响越小;随着温度升高多普勒漂移效应的影响降低;随着相对速度的增加,多普勒漂移效应的影响多数情况下是增加的。     

声速测量实验中声场分析

本文针对超声波声速测量实验中出几个问题进行了讨论,并通过数值计算,说明了超声波能量化趋势,并对影响测量精度的因素进行了有益的讨论.     

Application of compact and multioperator schemes to the numerical simulation of acoustic fields generated by instability waves in supersonic jets

Acoustic fields generated by instability waves in supersonic jets were numerically simulated. A seventh-order multioperator scheme was used to solve the Euler equations linearized about the mean flow field in an axisymmetric turbulent jet. The mean field was computed using fifth-order compact approximations of the convective terms under conditions similar to experimental data. The numerical results were found to agree well with the experiment.     

超燃燃烧室气流参数诊断

基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术, 利用7185.597cm^{-1}, 7444.35cm^{-1} + 7444.37cm^{-1}(重合吸收线)两条H_2O吸收线, 采用分时扫描-直接探测策略组建多光路吸收测量系统, 在4kHz的测量频率下, 定量测量了燃烧室气流的静温、水蒸气浓度和流向速度. 利用位移机构, 在以C_2H_4为燃料的超燃直连式试验台中, 在单次试验中同时诊断燃烧室内某截面和燃烧室出口的多气流参数的截面分布. 利用燃烧室出口截面的水蒸气浓度分布, 并结合壁面静压计算燃烧效率; 利用燃烧室出口截面的静温和速度分布, 获得出口气流马赫数分布; 利用凹腔后部某截面的温度和水蒸气浓度分布, 判读了凹腔附近流场特征.      

Temporal evolution of optical path difference of a supersonic turbulent boundary layer

The density distribution of a supersonic turbulent boundary layer is measured with the nanoparticle-based planar laser scattering technique, and the temporal evolution of its optical path difference (OPD) in a short time interval is characterized by proper orthogonal decomposition (POD). Based on the advantage of POD in capturing the energy of a signal, a temporal evolution model is suggested for the POD coefficients of OPD. In this model, the first few coefficients vary linearly with time, and the others are modeled by Gaussian statistics. As an application, this method is used to compute the short-exposure optical transfer function.     

基于混合网格的低声爆反设计方法研究

低声爆设计方法已成为新一代军民用超声速飞机研制过程中必须解决的关键难题之一。针对传统SGD低声爆外形反设计方法无法对声爆近场非线性效应进行描述和分析的缺点,提出了利用CFD方法求解得到的声爆近场压力分布代替F函数进行低声爆反设计的方法。声爆近场预测采用点-点对接的结构/非结构混合网格,充分利用非结构网格对复杂外形适应性强和结构化网格计算效率高的优点。结果分析表明,基于改进后的低声爆反设计方法得到的方案在声爆超压以及感觉噪声级等方面都比基于原始SGD方法得到的方案有较大改善。     

PIV技术在超及高超声速流场测量中的研究进展

本文分析了超声速流场对测量技术的特殊要求, 归纳了目前将粒子影像测速仪(particle image velocimetry, PIV)技术应用于超声速流场的测量时所面临的主要技术难点以及主要的解决方法, 分析了超声速流场中所用PIV粒子的主要要求、粒子特性、投放方法等, 介绍了PIV技术在超声速、高超声速流场测量中最新的国内外进展, 特别是给出了国内外关于高超声速流场中激波/附面层的相互干扰, 以及高超声速飞行器超燃冲压发动机主要部件内流场的PIV试验研究的最新进展.      

超声速钝体逆向喷流减阻的数值模拟研究

为研究逆向喷流技术对超声速钝体减阻的影响,采用标准k-ε湍流模型,通过求解二维Navier-Stokes方程对超声速球头体逆向冷喷流流场进行了数值模拟,并着重分析了喷口总压、喷口尺寸对流场模态和减阻效果的影响。计算结果显示:随着喷流总压的变化,流场可出现两种流动模态,即长射流穿透模态和短射流穿透模态;喷流能使球头体受到的阻力明显减小;存在最大减阻临界喷流总压值(在所研究参数范围内最大减阻可达51.1%);在其它喷流物理参数不变时,随着喷口尺寸的增大,同一流动模态下的减阻效果下降。本文的研究对超声速钝体减阻技术在工程上的应用具有一定的参考价值。