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关键词： 高超声速流动   火箭橇   滚转静稳定性   计算流体力学  

摘要： 火箭橇试验是一种可模拟实际工况地面高速、高动态、高可信度的试验技术,单轨火箭橇系统具有质量轻、阻力小的特点,是发展高超声速地面试验系统的优选橇型。但其沿单根滑轨高速滑行时受到冲击而产生滚转的现象不可避免,若发生滚转失稳将导致火箭橇系统出现严重失效。为防止单轨火箭橇系统发生滚转失稳,采用计算流体力学方法以类高超声速单轨火箭橇模型为研究对象,对其两侧空间流场进行研究,探究影响单轨火箭橇系统滚转静稳定性的流动机理,发现火箭橇系统发生滚转时,其头部锥形结构会在两侧形成非对称类收缩流道,直接影响火箭橇头部两侧流速及静压分布,产生滚转恢复气动力矩,且随着滚转角增大,滚转恢复力矩呈增大趋势,最终形成单轨火箭橇滚转静稳定性。从滚转增稳流动机理出发,提出2种局部气动增稳外形设计思想,包括:①扩大非对称类收缩流道作用面积实现气动增稳;②设计二次类收缩流道实现气动增稳。对应这2种外形设计思想分别设计出增稳舵构型和头部类翼构型,两构型均实现了滚转增稳效果,其中前者增稳40%,而后者增稳91%。

关键词： 原词   名词术语   缩略语   括号  

摘要： 为了更方便、简洁地使用本专业领域内的名词术语及其缩略语,本刊特公布公知公认的部分缩略语,作者在撰写文章时可以直接使用以下缩略语,而不必再注明其全称。未公布的名词术语,请按照如下规则进行缩写:原词过长(一般为超过4个汉字)且在文中多次出现者,若为中文缩略语可于第1次出现时写出全称,在括号内写出缩略语,如:卵巢上皮性癌(卵巢癌);若为外文缩略语可于第1次出现时写出中文全称,在括号内写出外文全称及其缩略语,如:体重指数(body mass index,BMI)。

关键词： 大气湍流   大气光学   光学锁相环   空间相干光通信   90°空间光混频器  

摘要： 大气湍流是影响大气光通信性能的主要原因之一,传统测量法存在测量范围有限、易受环境影响等问题。基于零差相干光通信系统中光锁相环技术,通过对信道间大气湍流引入的随机相位解调,实现对信道内大气湍流强度的高精度、宽范围、高响应的实时测量。首先建立了测量系统理论模型,模拟了不同强度下大气湍流随机相位噪声模型;然后通过软件搭建了零差相干光通信仿真系统;最后导入湍流随机相位信息并进行通信和湍流测量,仿真结果验证了理论的可行性,湍流强度测量范围为10^(-18)m^(-2/3)~10^(-12)m^(-2/3),测量精度优于14.8%。本方法相比传统方法具有更宽的测量范围、更高的测量精度以及更灵活的测量距离的优势,对研究大气光通信系统信道间的大气湍流强度具有重要意义。

关键词： 真实问题   科学探究   浮力  

摘要： 基于证据课堂所践行的科学探究,以“浮力”教学为例,通过构建真实情境,让学生直接面对真实问题和挑战,培养其“提问有依、猜想有据、设计有方、改进有法”的学习习惯,提升其解决实际问题的能力。

关键词： 曲面乘波进气道   二次流   进气道性能   湍流模型   数值模拟  

摘要： 高超声速飞行器要求前体与进气道一体化设计,目前已有众多前体/进气道一体化方案被提出,然而在高超声速进气道内精确有效的湍流数值计算分析方法仍有不足。本文实现了一种基于二次本构关系(Quadratic Constitutive Relation,QCR)的高精度、高效率的湍流修正模型(SA-QCR2020)。采用两种标准验证算例表明,SA-QCR2020湍流模型能够更接近真实的流动物理,对计算算例性能模拟更为准确。随后本文采用该修正湍流模型对曲面乘波进气道在侧滑角为0°,4°,8°,攻角为-8°,0°,8°工况下的性能进行了研究。结果表明,在设计工况下该曲面乘波进气道内从喉道处产生三维涡,并向后发展,随流动扩散至整个流场区域。侧滑角对进气道起动后的性能影响不大,攻角对进气道起动后的性能影响较大,且攻角越大,前缘激波越强,对来流的减速增压作用越强。研究揭示了该曲面乘波进气道在非设计工况下的性能规律,并表明该进气道能够在大攻角、大侧滑角工况下保证飞行器推进系统有效工作。

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关键词： 超临界   大涡模拟(LES)   雷诺平均(RANS)   真实流体模型   喷雾  

摘要： 随着内燃机燃烧效率以及清洁排放的要求,燃烧室内的温度和压力不断提高,使得燃料逐渐进入超临界状态。而燃料在超临界状态的喷射特性与传统的经典喷射模型有很大不同,不会出现射流分裂破碎等现象。论文基于大涡模拟(LES)和雷诺平均(RANS)方法,并结合BWRS真实流体状态方程建立了液氮在超临界环境下的喷射模型,研究湍流模型对超临界射流喷射特性的影响。研究结果表明:对于液氮喷雾的气态贯穿距,采用LES模型或者RANS模型,对其影响不大。RANS模型对于射流在中心轴线的密度变化梯度更大,并且在射流远端的中心密度要低于LES模型。RANS模型在射流远端径向上的扩散速率要高于LES模型。LES模型预测的射流表面具有更高的导热系数,与周围的超临界氮气传热传质效果更好。

关键词： 英文缩略语   名词术语   医学领域   眼科   彩色多普勒超声  

摘要： 为了更方便、简洁地使用医学领域内的名词术语及其缩略语,特公布以下中文缩略语和英文缩略语可在本刊学术性稿件中直接使用。未公布的缩略语,应按照如下规则进行缩写:在文中多次(≥3次)出现者,若为中文缩略语应于第一次出现时写出全称,在括号内写出缩略语,例如:彩色多普勒超声(彩超);若为英文缩略语应于第一次出现时写出中文全称,在括号内写出英文全称和英文缩略语,例如:年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,AMD)。

关键词： 重力热管   低温省煤器   零泄漏   流线型烟道   工程应用  

摘要： 燃煤电厂常规管壳式低温省煤器通常布置在除尘器入口烟道,长期暴露于高浓度粉尘的冲刷环境中,换热管的磨损难以完全避免,其导致的冷却水泄漏会影响机组的安全稳定运行,并影响机组超低排放的效果。目前,重力热管式低温省煤器是一种可靠的低温省煤器升级改造技术,其换热管三段式的设计特点可以实现冷却水不泄漏到烟道中。现以某700 MW机组低温省煤器改造工程为例,阐述了重力热管式低温省煤器的应用实例,旨在为其他燃煤电厂余热回收装置的升级改造提供借鉴和参考。

关键词： 非结构网格有限差分法   笛卡儿网格   网格生成   软件自动化   扎染算法  

摘要： 实现CFD计算流程中网格生成及计算流程的自动化,能显著提高CFD仿真效率,具有重要应用价值。以扎染算法为基础的全自动CFD模拟技术架构,实现输入实体模型后无须几何清理,即可自动生成网格、快速开始无黏超声速流场计算的功能。通过二维数值算例验证了该技术的计算精度和非结构有限体积法相当,但计算效率明显提升;开发出基于手绘模型实时开始计算的Auto-CFD软件,理论上能对二维任意外形进行全自动模拟计算;将该技术从二维空间推广到三维,以激光扫描汽车得到的不规则点云作为外形演示了本技术对复杂外形问题的适应能力。基于扎染算法发展的Auto-CFD技术架构,兼容主流差分格式,具有良好的网格适应性,有望解决现有Auto-CFD软件存在的技术问题。