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  • 简介:采用高精度格式求解二维Navier-Stokes方程研究超声速射流与同向超声速后台阶流动相互作用的流场基本结构及规律,分别应用5阶WENO格式、6阶中心差分格式离散对流项和黏性项,时间推进采用3阶Runge-Kutta格式,并应用消息传递接口(messagepassinginterface,MPI)非阻塞式通信实现并行化.分别研究了超声速后台阶流动、超声速射流的基本结构特征,以此讨论和分析超声速后台阶流动/射流相互作用的特征,以及不同来流条件对波系结构、涡结构、剪切层、膨胀扇等的影响,尤其是来流剪切层和射流剪切层的相互作用,形成复杂的波系结构及相互干扰的流动现象.

  • 标签: 超声速 两步后台阶 射流 剪切层 数值模拟
  • 简介:对喷嘴等效直径相同出口Reynolds数均为15000的3种等腰三角形(顶角分别为30,60和90°)以及圆形孔口射流进行了流场显示与速度场测量.结果表明:相比于圆形射流,等腰三角形射流的出口中心线速度衰减更快,湍流度更高,三角形射流卷吸周围流体能力显著增强.随着三角形顶角减小,近场区涡结构三维性更强,卷吸效果更明显.此外,对不同射流的中心线湍动能谱概率密度函数Taylor尺度和Kolmogorov尺度进行了分析讨论,发现出口形状对湍流小尺度运动的影响较小.

  • 标签: 非圆形射流 多尺度 频谱 热线风速仪
  • 简介:壳核结构的微胶囊在医学药学材料食品农业等领域具有广泛的应用前景,其制备方法一直是相关领域关注的焦点.同轴流动聚焦(co-flowfocusing)是一种新型制备技术,利用复合射流的破碎制备微胶囊具有包裹率高过程量化可控参数域广产率高等诸多优势.在实验中,复合射流的破碎受到多个过程参数的影响,并涉及了多层界面的耦合效应.利用简化的物理模型,在时间和时空域中分析了三相水-油-水复合射流不稳定性的发展和演化.在黏性流体线性稳定性理论中,同轴射流和驱动液体的基本速度型分别基于管流和误差函数构造,并通过数值方法求解满足相应边界条件下的线化小扰动控制方程.结果表明:增加内外层界面的界面张力均有利于射流的破碎;流体的黏性对同轴射流的稳定性均有着促进作用;越大的黏性越小的内界面张力对应着越大的射流破碎波长;内外界面的耦合作用以及复合液滴的包裹情况均与内外射流的半径比息息相关;绝对-对流不稳定性转换的临界Weber数随Reynolds数内层界面张力的增大而增大,随内层和驱动流体的黏性增大而减小.这些结果将有助于提高液体驱动下同轴流动聚焦技术的过程控制,为实际应用提供理论指导.

  • 标签: 流动聚焦 射流 流动不稳定性 界面 液滴
  • 简介:实验研究了水滴在冷表面结冰结霜,以及合成热射流除霜除冰过程.实验中采用-30.0℃的半导体制冷片作为制冷源,将水滴滴在半导体制冷片的标定位置,在水滴完全结冰结霜且形态不再改变后,合成热射流激励器工作.利用电子显微镜观测并记录合成热射流除霜除冰的整个过程.结果显示:合成热射流能够完全除去结霜冰滴表面的霜,并且能将凝固水滴完全融化为透明的水滴.并且与合成双射流除霜效果相比,合成热射流的除霜速度极大增加,并且完全除霜后,冰滴的高度比合成双射流除霜减少20%.

  • 标签: 合成热射流 水滴 除冰 除霜 对流换热
  • 简介:使用流动注射(FIA)-分光光度法测定水中的氰化物的含量,并与传统分光光度法的分析结果进行比对。实验证明流动注射(FIA)-分光光度法操作简便、线性好,灵敏度、精密度、准确度都能符合分析工作要求。检出限为0.2μg/L,适用于水中微量氰化物的检测。分析频率为每小时30个样品,特别适合大批样品的测定。

  • 标签: 流动注射分析 氰化物 分光光度法 方法研究
  • 简介:在低速来流条件下,针对前缘位置嵌有合成射流/合成双射流激励器的机翼的水滴撞击特性开展了数值模拟研究,基于Fluent软件,采用Euler气液两相模型和欧拉壁面液膜(Eulerianwallfilm,EWF)模型,得到的计算结果表明:在合成射流或合成双射流的主动控制下,阻挡了机翼前缘等积冰重点防护区域内的水滴撞击,从而大幅降低了该区域的结冰强度.其机理是:在高频合成射流的作用下,机翼前缘上游附近形成了一对稳定的闭合回流区,形成了水滴的“真空区域由于回流区内部水滴速度和质量分数较低,改变了机翼前缘水滴运动轨迹和水滴收集率分布,能够减少机翼前缘结冰程度并改变冰形,起到了虚拟气动外形的作用.

  • 标签: 合成双射流 水滴撞击特性 虚拟气动外形 防除冰 流动控制
  • 简介:射流氧碘激光器研制的关键是实验参数的匹配。这里分别对射流孔径大小、挤压压力、进气流量、碘喷管贯穿参数、腔镜反射率对出光性能的影响进行了实验,寻找出最佳匹配参数,同时对射流激光器的运行时序进行了优化,实现了激光器总效率15%,输出功率7kW。

  • 标签: 氧碘激光器 实验参数 射流 调试 匹配参数 腔镜反射率
  • 简介:介绍了使用2.45GHZ微波源激励产生常压等离子体射流(MPJ)的装置,该装置结构简单,使用可靠,实验内容丰富,适合教学要求。

  • 标签: 微波 常压 等离子体射流
  • 简介:射流是自然界中的一种普遍现象。在惯性约束聚变(ICF)、天体物理的研究中,射流也是其中重要的过程,对射流的研究是相关领域中的重要研究内容之一。在实验室,利用高功率激光模拟相应的射流过程,并进行实验诊断,获得的结果对ICF的理论研究以及校验相关程序,具有重要价值。

  • 标签: 等离子体射流 激光诊断 X射线 惯性约束聚变 高功率激光 天体物理
  • 简介:目的:圆形射流在实际工程中有着重要应用。本文旨在探讨弗劳德数(Fr)、跌坎高度和淹没度的变化对有界圆形射流时均流速在主流方向、横向和垂向上的衰减扩散规律的影响,对圆形射流的现有研究成果作进一步的补充。创新点:1.推导出圆形跌坎射流主流方向上流速与射流距离之间的关系;2.综合考虑了不同Fr、跌坎高度和淹没度对有限空间内的圆形射流流速分布的影响。方法:1.通过理论推导,验证流速测量方法的可行性和合理性;2.通过试验的方法,分析Fr、跌坎高度和淹没度的变化对圆形射流时均流速衰减和扩散的影响规律。结论:1.得出圆形射流主流方向流速衰减的公式;圆形射流的横向流速分布与高斯、柯西-洛伦兹分布吻合较好。2.当Re〉1×10^4时,Fr变化对流速衰减影响较小。3.当X/d〈10时,横向和垂向流速扩散与主流方向的距离呈二次方关系。4.时均流速最大值的位置与Fr和S/d无关。

  • 标签: 圆形射流 流速衰减 Fr 跌坎高度 淹没度
  • 简介:材料表面在发生熔化前,微射流可能是微喷射的主要物理机制之一。曾鉴荣等在纯铅的实验中发现,当靶板中出现三波结构(即弹性先驱波、相变波和塑性波)时,测得峰值压力为22GPa时纯铅样品的微喷射量比峰值压力为20GPa的单次冲击加载喷射量几乎减少了1/2。Asay在铝平面样品的微喷射实验中,也发现随着冲击波加载速率的减小(上升沿宽度增加),喷射量大致按指数规律减小。对于自由面上缺陷平均尺度为5lain的样品,在冲击加载变到35ns波阵面宽度的加载条件时,喷射量约降低了2个数量级。

  • 标签: 加载速率 微射流 冲击波 数值模拟 冲击加载 峰值压力
  • 简介:通过理论推导提出了一种评价高速流动PIV示踪粒子随流能力的松弛特性分析模型,在法向Mach数大于1.4时具有良好的适用性.将新模型应用于试验测量,发展了高速流动PIV系统和示踪粒子布撒技术,验证了高速流动PIV的定量化测量能力.针对空间发展的二维超声速气固两相混合层,数值模拟了不同Stokes数和对流Mach数(M_c)下的粒子跟随性以及弥散和迁徙运动,结果表明:相同对流Mach数,粒径越小的示踪粒子跟随性越好,Stokes数在[1,10]范围内的粒子有最大扩散距离.示踪粒子的直径大小决定其在超声速混合层大涡拟序结构中的分布特征,且粒径越小,气体与粒子的掺混越剧烈.相同粒径的粒子,对流Mach数越大跟随性越差.

  • 标签: PIV 超声速混合层 松弛模型 粒子跟随性 Stokes数 对流Mach数
  • 简介:当冲击波从材料自由表面反射时,会有部分物质微粒以高于自由面的运动速度向外喷射,这一现象称为微物质喷射。微喷射现象是金属自由面运动中的一个重要现象,也是冲击波或爆炸驱动技术中的一项重要研究内容。Asay等人在实验的基础上,提出了影响微喷射的一些物理因素,并发表了关于微喷射的研究结果。由于形成微喷射的作用机制比较复杂,理论研究工作进展相对缓慢,迄今尚没有比较完善的微喷射的理论预估模型,主要研究手段还是以实验和数值模拟为主。

  • 标签: 冲击压力 加载方式 加载速率 微射流 沟槽 运动速度
  • 简介:对水滴结冰结霜过程及合成双射流作用时水滴结冰结霜过程分别进行了实验研究.实验中将半导体制冷片作为实验板将温度从室温降低到-30°C,采用电子显微镜观测无合成双射流和开启合成双射流作用的水滴凝固结冰结霜过程.结果显示:水滴从下部向上逐渐凝固,并且水滴表面凝固速度大于内部凝固速度.由于水凝固为冰,密度减小、体积增大,使得水滴形态改变,顶端突出,变成锥形.由于合成双射流强迫产生对流换热,凝固水滴不会像无激励器作用时在表面生成针叶状的霜,而是在水滴表面均匀形成一层白色的颗粒状霜.随着时间推移,霜的厚度并没有增加,并且水滴的高度降低,凝固水滴的锥形尖端逐渐变得平坦,水滴与冷板平面的接触面积增加.

  • 标签: 合成双射流 水滴 结霜 结冰 防霜 防冰
  • 简介:报导了提高压电射流角速度传感器性能的途径.通过改进结构和工艺提高了压电射流角速度传感器的零位重复性、稳定性,减低了交叉耦合.实验结果表明:零位重复性从原来的0.2(°)/S提高到0.1(°)/S,交叉耦合从原来的2%减小到1%.

  • 标签: 角速度 压电射流 热电阻丝 传感器 交叉耦合
  • 简介:采用脉冲激光全息诊断技术,对1Ma-3Ma超声速横向来流作用下的冲压发动机喷嘴燃料雾化性能及800K、0.55MPa加热来流作用下的涡轮发动机喷嘴雾化性能进行实验研究,获得了雾化粒子的空间分布、尺度分布、数密度分布以及指定区间的Sauter平均直径分布等重要参数,实现了燃油射流雾化特征参数的3维定量测量,同时测量了低速电雾化粒子的速度,获得了射流流向平面内的液滴速度分布。

  • 标签: 雾化 全息 喷嘴
  • 简介:采用放电测量和光学诊断技术对三电极等离子体合成射流激励器电特性及流场特性进行了实验研究,分析了放电电容、激励器腔体体积和射流出口直径对三电极等离子体合成射流流场分布及速度特性的影响.实验结果表明:三电极等离子体合成射流激励器放电过程包含触发、放电增强、放电衰减和电弧熄灭四个阶段,表现出典型的欠阻尼放电特征;等离子体合成射流流场包含射流主流、前驱激波和复杂的反射波系.放电电容、腔体体积和射流出口直径均存在一阈值,当电容和出口直径小于阈值、腔体体积大于阈值时,前驱激波以当地声速(约345m/s)恒速传播,否则前驱激波则以大于345m/s的速度传播,且与射流速度呈现相同的变化趋势,即随着放电电容和出口直径的增加而增大,随着腔体体积的增加而减小.

  • 标签: 三电极激励器 等离子体合成射流 前驱激波 射流速度 实验研究
  • 简介:等离子体合成射流控制技术因其具有不需要外部气源,工作频带宽,射流速度高,射流净质量通量为零,低功耗,激励器形式多样,环境适应性强等特点,成为了目前针对高速流场主动流动控制技术中应用潜能大、有望实现实际工程应用突破的流动控制装置.传统的等离子体激励器的出口多为垂直于流向或与流向成一定夹角,故垂直于流向的动量分量会对激励器的流动控制能力产生影响.为增强流向动量注入能力,拟设计一种新型的水平动量注入型等离子体合成射流激励器.本文主要内容有:采用外部电路电参数测量与高速纹影技术,对激励器常压下单周期工作特性与重频工作特性进行了初步研究.对水平动量注入型等离子体合成射流激励器的射流结构进行分析,探究该激励器工作频率对射流流场的流场特性与控制能力的影响.最后在高速纹影测量的基础上,开展了激励器高频工作时均出口动压的研究.实验表明:水平动量注入型激励器单周期射流初始速度达到220m/s单周期激波初始速度达到477m/s.此外,工作频率对于激励器的影响主要体现在对激励器控制范围的影响,当激励器工作频率增高时,在相同位置时激励器的动压输入能力下降.

  • 标签: 等离子体合成射流 水平动量输入 高速纹影 动压测量 高频放电
  • 简介:运用显式动力学有限元软件LS-DYNA,对环向多点同步起爆条件下装药爆轰波的传播规律、环形药形罩在爆轰波作用下成型过程及环形射流对靶板的侵彻效应进行了数值模拟,分析了起爆点数对侵彻能力的影响。研究结果表明:环向多点同步起爆条件下,爆轰波通过相互碰撞形成统一的波浪形爆轰波前沿,爆轰波前沿到达药形罩顶端的时间沿环向并不同步,压力大小也不一致。环形射流不仅头部和尾部之间存在速度梯度,沿环向也存在一定的速度差异,难以保持形状。环形射流对靶板的破坏形式主要为塑性扩孔或塑性扩孔+剪切冲塞,形成的圆形弹孔孔径与环形药型罩对称面直径相当。环形射流的侵彻能力随起爆点数的增加而增大,当起爆点数大于10时,侵彻深度增大幅度会明显减小。

  • 标签: 爆炸力学 环形射流 成型过程 侵彻 数值模拟
  • 简介:用连续流动分析仪测定水溶肥中氧化钾含量,并与农业部规定的标准分析方法(NY/T1977—2010)结果进行比较,结果表明,样品溶液中氧化钾在0~400mg/L范围内线性良好,相关系数r=0.9995,与四苯硼酸钾重量法结果比对结果接近,绝对偏差小于0.23%,准确度高,加标回收率在98.2%~101%,重现性良好,10次重复测定相对标准偏差为0.22%,可用于水溶肥中氧化钾的分析测定。

  • 标签: 流动分析仪 水溶肥 氧化钾