检索结果-内蒙古大学图书馆

高校化学工程学报 2023年第1期37卷 53-60页

作者：别海燕李云霞安维中李玉龙薛立成林子昕郝宗睿刘刚中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所山东青岛266100

为了探究流体振荡器中气泡碎化特性,采用重整化群(RNG) k-ε湍流模型和流体体积函数(VOF)多相流模型研究流体振荡器中的气液两相流。通过数值模拟分析了气泡在流场中的变形和破碎行为,考察不同流动参数对气泡破碎的影响。同时进行可视... 详细信息

为了探究流体振荡器中气泡碎化特性,采用重整化群(RNG) k-ε湍流模型和流体体积函数(VOF)多相流模型研究流体振荡器中的气液两相流。通过数值模拟分析了气泡在流场中的变形和破碎行为,考察不同流动参数对气泡破碎的影响。同时进行可视化实验,用实验结果验证了模拟的准确性。结果表明,流体振荡器可作为一种新型气泡发生装置。振荡频率越高,流体振荡器中的气泡碎化效果越好;随着液速增大,气泡变形程度加剧,破碎概率增加,生成子气泡也越多;剪切应力和涡流碰撞是导致气泡破碎的主要机制;射流振荡促使气泡向振荡腔壁面偏移,气泡初始直径越大,水平偏移量越大,越容易发生破碎。

关键词：流体振荡器气泡破碎气液两相流数值模拟

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高频高速流体振荡器工作特性

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航空动力学报 2022年第4期37卷 877-885页

作者：周銮良王士奇温新上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航空发动机集团有限公司中国航空发动机研究院北京101304

设计了一种新型高频高速流体振荡器,并采用热线风速仪、高频动态压力传感器等测量手段,对其频率-压力响应特性、速度-压力响应特性及内部压力传播特性进行了实验研究。结果表明:设计的流体振荡器工作频率约为900 Hz,进出口压比为2时,其... 详细信息

设计了一种新型高频高速流体振荡器,并采用热线风速仪、高频动态压力传感器等测量手段,对其频率-压力响应特性、速度-压力响应特性及内部压力传播特性进行了实验研究。结果表明:设计的流体振荡器工作频率约为900 Hz,进出口压比为2时,其出口射流速度范围为75~239 m/s。建立了振荡周期/频率与内部尺寸的关系式,验证了振荡器内部的压力传播与反射机制,并用压力的作用机制解释了射流偏转的两个阶段,为今后设计不同流动条件下所需的流体振荡器提供了设计思路。

关键词：高频高速脉冲射流流动分离主动控制流体振荡器动态压力传播

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流体振荡器在进气道流动控制中的应用研究

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科学技术与工程 2016年第32期16卷 319-324,341页

作者：孟腾董金钟吴西云北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191

采用数值方法,对流体振荡器在S形进气道流动分离中的控制效果进行了仿真研究。应用CFD软件模拟计算了流体振荡器对进气道分离控制的作用,详细讨论了不同射流频率和射流角度对控制效果的影响。通过对流场的分析得出:射流频率和射流角度... 详细信息

采用数值方法,对流体振荡器在S形进气道流动分离中的控制效果进行了仿真研究。应用CFD软件模拟计算了流体振荡器对进气道分离控制的作用,详细讨论了不同射流频率和射流角度对控制效果的影响。通过对流场的分析得出:射流频率和射流角度对控制效果有显著影响。射流频率为554 Hz,射流角度为45°时,控制效果最佳,总压恢复系数增加了0.403%,总压畸变指数减少了6.96%,分离区长度减少了8.07%。

关键词：流体振荡器 S形进气道边界层分离主动流动控制

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亚声速外流与流体振荡器射流流场干扰研究

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南京航空航天大学学报 2021年第4期53卷 521-528页

作者：马志明黄河峡谭慧俊林正康唐学斌蔡佳南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 南京工业职业技术大学航空工程学院南京210023

为了探究不同外流马赫数条件下,流体振荡器出口振荡射流与外流耦合的流动特性,通过非定常仿真方法研究了流体振荡器入口条件为落压比(Nozzle pressure ratio,NPR)为1.5、3,外流马赫数分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8时的三维瞬态流场,分析... 详细信息

为了探究不同外流马赫数条件下,流体振荡器出口振荡射流与外流耦合的流动特性,通过非定常仿真方法研究了流体振荡器入口条件为落压比(Nozzle pressure ratio,NPR)为1.5、3,外流马赫数分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8时的三维瞬态流场,分析了外流对流体振荡器内部振荡特性的影响,以及流体振荡器出口振荡射流与外流相互作用时的下游空间流场特性。研究结果表明:NPR=1.5时,流体振荡器出口二喉道处均为亚声速,外流扰动会改变流体振荡器的内部振荡频率;NPR=3时,流体振荡器出口二喉道处存在声速截面,从而可有效隔离外流扰动。对于NPR=3,当外流Ma=0.2时,下游流场存在两对上下旋向相反的旋涡,上方为振荡射流所诱导的流向涡对,下方为马蹄涡对;当外流赫数大于0.4时,下游空间流场只存在一对流向旋涡,且旋涡可以有效排移截面中心处的低能流,使边界层的速度剖面更加饱满,形状因子变小;随着外流马赫数的增加,射流与外流的动量比减小,射流穿透深度减小,射流的展向影响范围也随之减小。

关键词：流体振荡器振荡射流亚声速外流旋涡

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流体振荡器影响高负荷扩压叶栅流动分离研究

流体振荡器影响高负荷扩压叶栅流动分离研究

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作者：刘明杰大连海事大学

学位级别：硕士

高推重比、高效率是航空发动机不懈追求的目标,这需要高效地实现叶片负荷并减小流动损失。但是随着压比的不断提升,仅通过气动设计已经很难降低叶栅通道的流动损失。因此,需要采用流动控制手段解决叶栅流动分离。流体振荡器因其简单的... 详细信息

高推重比、高效率是航空发动机不懈追求的目标,这需要高效地实现叶片负荷并减小流动损失。但是随着压比的不断提升,仅通过气动设计已经很难降低叶栅通道的流动损失。因此,需要采用流动控制手段解决叶栅流动分离。流体振荡器因其简单的结构、较高的可靠性及较高的控制效率成为非定常流动控制推向应用的基础。故采用流体振荡器影响高负荷压气机叶栅流动分离具有实际意义。本文对脉冲振荡器与平面叶栅进行一体化耦合设计,进行试验与数值研究;将扫掠振荡器应用于平面叶栅流动分离控制,进行数值研究;并揭示脉冲射流和扫掠射流的非定常流动控制机理。首先,本文选取高负荷平面扩压叶栅NACA65-K48作为研究对象,采用试验方法,探究脉冲射流振荡器对高负荷扩压叶栅气动性能、流动分离以及流场结构的影响。在0°攻角,马赫数为0.67时,研究不同脉冲射流位置对叶栅流动分离的影响,试验发现,在轴向弦长位置35%时,脉冲射流减损效果最好,出口总压损失降低8.74%;在0°攻角,马赫数为0.5时,研究不同脉冲射流角度对叶栅流动分离的影响,试验发现,出口总压损失幅度降低最多的是20°射流角度,降低12.08%;在+4°攻角,马赫数为0.67时,研究不同脉冲射流位置对叶栅气动性能的影响,试验发现,在轴向弦长位置7%时,脉冲射流减损效果最好,出口总压损失降低5.31%;在+4°攻角,马赫数为0.5时,研究不同脉冲射流角度对叶栅流动分离的影响,试验发现,出口总压损失幅度降低最多的是30°射流角度,损失减少25.2%。在-4°攻角,马赫数为0.5时,布置脉冲振荡器后,其叶栅出口总压损失降低9.75%。不同攻角下的最佳射流位置和最佳射流角度不同。基于流体振荡器的脉冲射流,选择合适的激励位置和角度,有效减弱扩压叶栅内的流动分离。其次,根据上述试验结果选取0°攻角和+4°攻角最佳方案进行数值模拟,通过极限流线和静压系数分析可知,吸力面靠近端壁的分离点明显后移,分离线沿展向方向高度降低。脉冲射流非定常性体现在不同时刻其出口诱导出不同强度的“射流涡”,可以与端壁附近低能流体充分混合,减小通道涡的展向分布和削弱集中脱落涡. 最后,采用数值模拟方法探究扫掠振荡器对高负荷扩压叶栅流动分离的影响。不同端壁位置布置扫掠振荡器都能够减小叶栅损失。在25%轴向弦长位置、20°射流角度进行端壁扫掠射流可以显著提高叶栅气动性能,相比于无脉冲射流时的损失减小9.2%,此时流量相当于主流量的0.34%。扫掠射流非定常性与脉冲射流不同体现在不同时刻其出口速度方向都不同,其激励范围更大,对流动分离的控制效果更好。

关键词：流体振荡器高负荷扩压叶栅气动性能流动分离风洞试验

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脉冲型流体振荡器射流对叶栅角区分离的控制研究

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推进技术 2024年第7期45卷 77-87页

作者：杨宗豪刘波茅晓晨张博涛王何建张瑞辰西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

通过流体振荡器特有结构产生双孔振荡射流,采用非定常数值模拟方法研究其抑制压气机叶栅大攻角下角区分离的控制机理。重点分析了射流位置、射流角度、射流流量和单个/阵列型射流对控制效果的影响。结果表明:在近端壁单个射流器方案下,... 详细信息

通过流体振荡器特有结构产生双孔振荡射流,采用非定常数值模拟方法研究其抑制压气机叶栅大攻角下角区分离的控制机理。重点分析了射流位置、射流角度、射流流量和单个/阵列型射流对控制效果的影响。结果表明:在近端壁单个射流器方案下,最佳射流位置位于角区分离未充分发展处(54%叶片轴向弦长),最佳射流角度和射流流量比分别为10°和0.09%,并使总压损失系数降低6.48%,静压升系数增加2.39%。振荡射流通过向附面层内低能流体注入高流向动量,抑制了附面层的发展;其非定常激励将吸力面大尺度分离涡离散破碎成一系列小尺度涡,并且其锁频效应减小尾缘压力脉动幅值,最终减小损失。相比单个射流器方案,阵列型射流方案在全叶高范围内进行振荡射流,通过5倍流量的输入,使气动性能增益增加了约1倍。

关键词：压气机叶栅流体振荡器振荡射流角区分离气动性能

来源：评论

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基于流体振荡器的S形进气道畸变流动控制机理与方法研究

基于流体振荡器的S形进气道畸变流动控制机理与方法研究

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作者：马志明南京航空航天大学

学位级别：硕士

S形进气道是一种典型的弯曲管道,内部往往存在显著的流动分离及二次旋流问题,使得其气动性能恶化,不利于发动机的稳定工作。为此,本文探索将流体振荡器应用于S形进气道的内流控制,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制机理和控制效... 详细信息

S形进气道是一种典型的弯曲管道,内部往往存在显著的流动分离及二次旋流问题,使得其气动性能恶化,不利于发动机的稳定工作。为此,本文探索将流体振荡器应用于S形进气道的内流控制,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制机理和控制效果。首先,设计了一种流体振荡器,仿真研究了几何设计参数、入口来流条件等参数对流体振荡器内部流动特性的影响规律。研究发现同一反馈通道进出口流量存在迟滞现象;并且当一侧反馈通道入口流量达到峰值时,另一侧入口的流量则刚好处于谷值,从而形成流量差激发自持的流动振荡。振荡器入口落压比越大、混合腔入口壁面扩张角越小、出口二喉道面积比越小,出口射流的振荡频率越高。其次,仿真研究了流体振荡器出口振荡射流与平板亚声速外流的相干流场,获得了外流马赫数、射流角度等对干扰流场的影响规律。结果表明,若流体振荡器出口二喉道的当地流动为亚声速,其无法隔绝来自外流的扰动;当二喉道下游达到超声速时则可以隔绝外流的扰动。振荡射流在出口以扫掠的形式向下游发展,并和外流形成强剪切,诱导产生一对流向旋涡和一对马蹄涡。随着射流向下游发展,马蹄涡逐渐消失,流场中只剩下一对流向旋涡。流向旋涡的存在可以将激励器下游对称面附近的低能流排移向两侧,使当地的速度剖面变得更饱满。最后,将流体振荡器布置在S形进气道下壁面流动分离点的上游区间,研究了振荡射流对进气道内畸变流动的控制效果,获得了射流角度、入口落压比对流动控制效果的影响规律。研究发现:振荡射流与S形管道内流相互作用诱导的旋涡强度较小,此时其主要通过边界层气流的动量补充效应来延缓管道内的流动分离,并且在采用射流控制后进气道出口截面的高总压区面积显著增加。在进气道出口马赫数Mae=0.39状态,当振荡器落压比NPR=5、射流角度α=20°、射流流量比为0.958%时,可使进气道出口总压恢复系数提升0.337%、稳态总压畸变指数降低5.7%,说明流体振荡器可有效改善S形进气道的出口流场品质。

关键词： S形进气道流体振荡器流动控制旋涡总压恢复系数总压畸变指数

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流体振荡器的数值研究

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建筑热能通风空调 2017年第2期36卷 58-61,57页

作者：吴西云董金钟北京航空航天大学能源与动力工程学院

流体振荡器是一种能在入口提供定常流动,出口产生非定常流动的流体器件。本文以数值模拟为主要手段,研究一种流体振荡器内部流场特性,并研究其附壁和切换机理,提出流体振荡器切换的快慢与其控制端的激励有关。随着激励压力的增加,射流... 详细信息

流体振荡器是一种能在入口提供定常流动,出口产生非定常流动的流体器件。本文以数值模拟为主要手段,研究一种流体振荡器内部流场特性,并研究其附壁和切换机理,提出流体振荡器切换的快慢与其控制端的激励有关。随着激励压力的增加,射流切换越快;激励周期越小,出口射流切换频率越大。对流体振荡器的研究设计具有一定的指导意义。

关键词：流体振荡器数值模拟附壁切换频率

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流体振荡器:一种有前途的非稳态激励器

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航空动力 2022年第1期 18-21页

作者：王士奇中国航发研究院

现代飞行器设计向着隐身、高机动、飞发一体的方向飞速发展,航空发动机也向着超高推重比、超高增压比、超高推进效率的方向快速演进,传统的被动式控制手段已经难以满足未来发展的需求,而基于流体振荡器的主动流动控制技术已显示出相当... 详细信息

现代飞行器设计向着隐身、高机动、飞发一体的方向飞速发展,航空发动机也向着超高推重比、超高增压比、超高推进效率的方向快速演进,传统的被动式控制手段已经难以满足未来发展的需求,而基于流体振荡器的主动流动控制技术已显示出相当的潜力,极可能成为未来航空航天及空气动力学的重大突破性技术。

关键词：航空航天主动流动控制空气动力学突破性技术推进效率航空发动机流体振荡器

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静止外流条件下的流体振荡器流动特性研究

静止外流条件下的流体振荡器流动特性研究

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第五届空天动力联合会议暨中国航天第三专业信息网第41届技术交流会

作者：马志明黄河峡谭慧俊南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室

为了探究静止外流条件下流体振荡器的流动机理,本文通过非定常仿真方法研究了流体振荡器的流动振荡过程,分析了出口喉道面积比、反馈通道入口形状、混合腔面积变化规律等几何设计参数对振荡流场、振荡频率、脉冲射流特性等参数的影响规... 详细信息

为了探究静止外流条件下流体振荡器的流动机理,本文通过非定常仿真方法研究了流体振荡器的流动振荡过程,分析了出口喉道面积比、反馈通道入口形状、混合腔面积变化规律等几何设计参数对振荡流场、振荡频率、脉冲射流特性等参数的影响规律。研究结果表明:同一个反馈通道出口流量较入口流量有迟滞;当一侧反馈通道的入口或出口的流量处于峰值时,另一侧反馈通道的入口或出口的流量处于谷值,形成流量差,从而激发自持流动振荡。流体振荡器出口喉道面积的越小,进入到反馈通道的流量越少,混合腔主流流速降低,流动振荡频率和x方向射流速度增加。若出口喉道面积小于入口面积时,混合腔内主流为亚声速;当出口喉道面积大于入口处面积时,混合腔内主流为超声速。混合腔面积变化规律和反馈通道入口形状对流体振荡器的流动特性基本没有影响。

关键词：流体振荡器振荡频率反馈通道亚声速超声速数值模拟

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