利用OH-PLIF技术显示超声速燃烧的火焰结构

针对在来流马赫数为1.72的空气来流中横向喷注氢气发生超声速燃烧的流场,利用平面激光诱导氢氧基荧光(OH-PLIF)技术,对超燃燃烧室中三个不同的流向截面进行了二维成像测量。选择波长为283.553nm的染料激光倍频光作为激发光,可近似认为获得的OH基荧光信号强度与OH基的摩尔分数成正比。瞬态的OH基PLIF图像揭示了超声速燃烧火焰结构具有高度湍流特性,在凹腔内部存在稳定的燃烧区,为整个燃烧反应提供值班火焰,起到了促进和稳定超声速燃烧的作用。超燃火焰在沿流向传播的同时还沿径向传播,凹腔展向尺度增大时火焰沿流向的火焰区会有所减小。     

非均匀形核法制备Cu包覆纳米SiO2复合粉体

采用非均匀形核法制备了Cu包覆纳米SiO2复合颗粒,利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及透射电镜等分析手段对复合颗粒进行了表征,并探讨了包覆结构的形成机制。结果表明:复合颗粒分散均匀,无团聚,单颗粒内包含多个分布均匀的纳米SiO2颗粒,且均被Cu包覆层隔离,纳米SiO2颗粒的分散性得到了显著改善;新制备的复合颗粒不存在氧化,在存放或者制样过程中会部分氧化为Cu2O;纳米SiO2颗粒表面Cu包覆层的形成机制主要是非均匀形核作用,包覆的结构取决于 Cu晶粒在纳米SiO2颗粒表面的沉积以及对复合颗粒的团聚控制。     

球面聚焦超声场计算与测量实验

研究了球面聚焦超声场的声压场计算.应用物理声学方法,推导了聚焦超声场声压的积分表达式,并通过数值分析法进行了计算和仿真,同时讨论了两种特殊情况下的声压近似解析式.最后推出了测量高强度聚焦超声装置声压的实例,其结果与理论仿真结果相近,偏差不大于3%.     

再入体表面脉动压力环境的预测

在较宽的攻角范围内 ,考察了超声速和高超声速流场中一类球头双锥再入体表面脉动压力的分布特性 ,并基于超声速和高超声速流动情况下再入体表面的压力分布给出一套预测表面脉动压力分布的工程方法。利用该方法研究了马赫数、攻角、壁面温度等因素对再入体表面脉动压力环境的影响。计算结果表明 ,在本文的计算条件范围内 ,预测的均方根脉动压力系数分布与实验结果基本一致。     

三维超声速开式空腔振荡特性研究

采用时间3阶、空间5阶的高精度、高分辨率格式,对稳态来流条件下超声速开式空腔的非定常振荡特性进行数值研究。通过二维和三维空腔压力变化、声压级、振荡频率等参数的计算和分析表明:空腔内存在典型的压力振荡,振荡有近似的周期性,且变化规律较复杂,三维空腔对主振荡频率影响较小,但振荡强度有较大的不同。     

带局部交流函数及自由意志的单领导Cucker-Smale模型的渐近集群分析

为研究集群的形成与否和半径大小之间的关系,主要考虑了具有单个领导的一般等级结构及其领导者速度不变的Cucker-Smale模型。探讨了自由意志对集群产生的影响,通过证明可以给出半径有下界的充分条件(下界和速度差、粒子数、通信强度等有关)。当半径大于下界时,会产生集群。通过MATLAB数值仿真验证了相关结论。     

超声速转弯流道内的迟滞现象

采用特征线法,通过预先给定中心线马赫数分布,设计了消波的二维超声速转弯流道。研究了不同反压作用下转弯流道内的激波串结构、壁面沿程静压分布和壁面分离区演化等特征,分析了流道内激波串波结构与反压的关系,发现了激波串波头很难稳定在流道拐点附近。当激波串波头靠近流道拐点时,流场具有双解。流动双解区向单解区演化过程中,伴随有大分离区在上、下壁面之间的迅速转换和激波串结构的快速演化。     

相对静止气氛下硼颗粒着火过程

针对相对静止气氛下单颗粒硼的着火过程展开了系统研究,考虑硼颗粒周围径向气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热和传质过程,建立了一维硼颗粒着火模型。分析了硼颗粒在实现着火和未能实现着火两种典型情形下的颗粒相、气相组分参数以及颗粒外表面上Stefan流的变化规律,并对其成因展开了分析。研究表明,在实现着火和未能实现着火两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程;考虑颗粒外表面处气相Stefan流作用后,硼颗粒的着火延迟时间减少,且压力越大,影响越大。     

基于ExtendSim的小高炮武器系统抗击超音速巡航导弹仿真分析

目前超音速巡航导弹对要地防空的安全威胁越来越严峻,研究高炮部队在各种配置情况下抗击超音速巡航导弹的作战效能日益受到重视。首先对超音速巡航导弹来袭弹道和高炮抗击过程进行分析,在此基础上设计了高炮反导作战仿真流程,随后基于流程构建ExtendSim仿真模型评估高炮部队在各种配置情况下的作战效能,最后对仿真结果进行分析比较研究,所得结论为高炮部队抗击超音速巡航导弹作战配置提供了基本参考和依据。     

气态煤油超声速燃烧简化化学反应模型

为探究超燃冲压发动机燃烧室中煤油燃料燃烧的化学动力学过程,综合采用敏感性分析方法与路径分析方法,针对RP-3航空煤油三组分替代燃料的详细反应模型进行简化,建立一种适用于超声速燃烧流场数值模拟的新型26组分89反应简化燃烧反应模型。采用该简化燃烧模型对RP-3航空煤油替代燃料的点火、燃烧特性进行数值模拟,并与详细反应模型结果和试验数据进行对比校验。此外,将该简化燃烧模型与超声速燃烧流场计算方法相结合,数值分析了典型超燃冲压发动机燃烧室流场内化学动力学特性。研究结果表明：新型简化燃烧反应模型在不影响数值模拟精度的前提下,有效减少了反应组分与反应方程个数,提高了超声速复杂燃烧流场的数值模拟效率,并且能够准确获得烯烃、炔烃等重要中间燃烧产物以及小分子活性基团的空间分布规律,给出更全面的流场信息。