活塞驱动膨胀管风洞流场参数计算和初步调试

发布时间：2021-05-16 08:45

　　高超声速飞行器、超燃冲压发动机、飞行器再入大气层等项目是国内外科学研究的重点课题。可靠的高超声速地面实验设备对进行以上研究起推动作用。目前,我国的高超声速地面实验设备尚有不足。本文对清华大学QH-ETube膨胀管风洞开展初步调试并估算工况参数。主要内容包括简要介绍膨胀管风洞国内外研究进展,整理出膨胀管风洞参数理论估算公式,并与文献工况参数进行对比;设计并加工流场标定和总压测量支架;对单活塞驱动器进行简要分析;调试同步控制系统,搭建流场纹影测量系统,拍摄流场图像。理论估算与文献工况对比,计算结果较为符合,证明该理论计算方法正确。通过初步调试,膨胀管风洞已经可以正常运行并用于科学实验。膨胀管风洞处于初步调试阶段,本文的理论计算按照完全气体效应和理想激波管给出公式,未考虑边界层效应。本文尚未进行膜片与实验结果分析,建议下一步进行该项工作。本文进行的理论估算、实验设备子系统调试和传感器支架设计为膨胀管风洞进一步调试打下基础。 

【文章来源】：华北科技学院河北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论 Introduction
    1.1 问题描述(Problem Description)
    1.2 国内外研究现状(Research status in China and abroad)
    1.3 本文主要内容(Main content of this article)
2 实验装置和测量系统(Experimental apparatusand measuring system)
    2.1 活塞驱动膨胀管风洞运行原理(Piston-driven expansion tube wind tunnel operation principle)
    2.2 设备介绍(Equipment introduction)
    2.3 实验系统(Experiment system)
    2.4 本章小结(Summary of this chapter)
3 膨胀管风洞各区气动参数估算(Estimation of aerodynamic parameters in each region of the expansion tube wind tunnel)
    3.1 膨胀管风洞分区和x-t图像(Zoning and x-t image of Expansion tube wind tunnel)
    3.2 各区参数计算方法(Calculation method of parameters in each zoning)
    3.3 各区参数计算框图(Block diagram of parameter calculation in each zoning)
    3.4 实验时间(Experiment time)
    3.5 结果验算(Checking of calculation results)
    3.6 本章小结(Summary of this chapter)
4 活塞驱动器分析(Piston driven analysis)
    4.1 未破膜单活塞运动分析(Analysis of single-piston motion of unbroken diaphragm)
    4.2 破膜后活塞运动分析和活塞质量计算(Piston movement analysis after rupture diaphragm and piston mass calculation)
    4.3 本章小结(Summary of this chapter)
5 膨胀管风洞调试(Expansion tube Commissioning)
    5.1 气路控制系统调试(Commissioning of pneumatic control system)
    5.2 压力数据采集系统调试(Commissioning of pressure data acquisition system)
    5.3 光学流场观测系统调试(Commissioning of optical flow field observation system)
    5.4 时间同步控制系统调试(Commissioning of time synchronization control system)
    5.5 抽真空系统调试(Commissioning of vacuum system)
    5.6 本章小结(Summary of this chapter)
6 结束语(Concluding Remarks)
    6.1 本文工作总结(Summary)
    6.2 本文主要结论(main conclusion)
    6.3 下一步研究建议(Suggestions for further research)
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]高超声速风洞气动力试验技术进展[J]. 唐志共,许晓斌,杨彦广,李绪国,戴金雯,吕治国,贺伟.  航空学报. 2015(01)
[2]卡尔斯潘公司高超声速脉冲设备建设历程分析[J]. 吕治国,李国君,赵荣娟,罗义成,孔荣宗,钟涌,姜华.  实验流体力学. 2014(05)
[3]日本自由活塞激波风洞HIEST概述[J]. 陈延辉.  飞航导弹. 2014(08)
[4]爆轰驱动高焓激波膨胀管性能研究[J]. 高云亮,赵伟,姜宗林.  力学学报. 2008(04)
[5]10°尖锥标模高超声速动导数的实验测量[J]. 马家驩,潘文欣,翟曼玲,陈素贞.  空气动力学学报. 1997(04)
[6]10°尖锥转捩诱导负荷的实验研究[J]. 楼洪钿.  气动实验与测量控制. 1996(03)
[7]自由活塞激波风洞[J]. 徐立功.  力学进展. 1992(03)



本文编号：3189375