膜片非理想打开行为对自由活塞激波风洞运行的影响

发布时间：2021-06-26 19:04

　　在自由活塞激波风洞中,主膜片非理想打开行为可能对活塞运动和激波形成产生不同程度的影响。基于膜片的剪切-应变模型和活塞动力学模型,得到了膜片打开-活塞运动的耦合方程组,完成了膜片动态打开过程对活塞运动和常压力驱动时间影响的刻画。研究显示:由于活塞前脸压力和活塞速度之间存在博弈,膜片打开行为的差异性对活塞末端速度影响不大,活塞在压缩管末端可以实现"软着陆"。此结论得到试验证实。试验结果还显示:主膜片非理想打开行为对激波形成的影响较大,但是随着激波的传播,这种影响逐渐减弱。 

【文章来源】：实验流体力学. 2020,34(01)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

膜片打开示意图

基于方程组（6），可以从理论上分析膜片提前（或者滞后）打开所带来的影响。图4比较了压缩比λ为30和40的情况下活塞速度和驱动气体压力的变化。相对于λ=40的情况而言，膜片在λ=30时打开可视为“提前”。从图4可以看到，当膜片提前打开时，活塞仍然能够充分减速，但减速距离稍长。膜片提前打开使得驱动气体压力增长相当明显而且陡峭（这意味着常压力驱动时间的减少）。理论计算进一步显示：在λ为30和40情况下，当膜片刚出现缝隙时，驱动气体压力分别为5.51和8.90 MPa；但随着活塞进一步压缩，两种情况下的驱动气体峰值压力相当接近，分别为11.55和11.82 MPa。结合图3和4，可以看出膜片动态打开过程将在一定程度上弱化膜片提前打开所带来的不利影响。图3 膜片不同打开速度（或时间）下的活塞速度和驱动气体压力（λ=40)

膜片不同打开速度（或时间）下的活塞速度和驱动气体压力（λ=40)

【参考文献】：
期刊论文
[1]自由活塞激波风洞定压驱动时间研究[J]. 朱浩,沈清,宫建.  空气动力学学报. 2014(01)



本文编号：3251903