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飞行器热解炭化材料烧蚀产物对等离子体流场的影响规律 被引量：5
1
作者 聂春生 杨光 +2 位作者 聂亮 周禹 赵良 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期513-523,共11页
高速飞行器表面防热材料在气动加热产生的高温下会热解烧蚀,烧蚀产物进入空气边界层流场后,与流场中的高温空气发生复杂化学反应,对飞行器周围空气流场中组分浓度和等离子体分布产生影响。基于求解热化学非平衡Navier-Stokes方程,建立... 高速飞行器表面防热材料在气动加热产生的高温下会热解烧蚀,烧蚀产物进入空气边界层流场后,与流场中的高温空气发生复杂化学反应,对飞行器周围空气流场中组分浓度和等离子体分布产生影响。基于求解热化学非平衡Navier-Stokes方程,建立耦合烧蚀壁面的三维等离子体流场计算方法。理论预测电磁衰减测量项目第2次飞行试验(RAMC-II)的等离子体流场,并与飞行试验数据进行比较,验证方法的可靠性。针对升力体飞行器,分析表面材料烧蚀对等离子体流场的影响规律。结果表明:升力体头部流场的电子数密度最高,飞行器身部区域的电子密度相比头部会降低约2~3个量级,对等离子体流场贡献最重要的离子是NO^(+)和N^(+);烧蚀产物进入流场会使激波的脱体距离变大,等离子体层厚度增加;随着流动向下游发展,飞行器身部的烧蚀速率降低,但烧蚀产物对等离子体流场的影响范围变大,飞行器身部流场的电子数密度会有一定升高;随着马赫数增大,烧蚀速率变大,壁面材料烧蚀影响更加显著,其中驻点线的峰值电子数密度改变较小,但飞行器身部对称面的电子数密度会显著增大;对于成分存在差异的同一类型防热材料,烧蚀产物进入流场后对激波脱体距离和峰值电子数密度的影响存在差异。 展开更多
关键词 等离子体流场 热解炭化材料 烧蚀产物 电子数密度
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纯碳/碳材料烧蚀对飞行器等离子体流场的影响 被引量：2
2
作者 聂春生 袁野 +3 位作者 周禹 黄建栋 陈轩 张青青 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期320-326,共7页
高速飞行器表面的防热材料在气动加热产生的高温下会分解烧蚀,烧蚀产物进入空气边界层流场后,与流场中的高温空气进行复杂化学反应,对飞行器周围空气流场中组分浓度和等离子体分布产生影响。通过高频等离子体风洞,采取高频感应加热的方... 高速飞行器表面的防热材料在气动加热产生的高温下会分解烧蚀,烧蚀产物进入空气边界层流场后,与流场中的高温空气进行复杂化学反应,对飞行器周围空气流场中组分浓度和等离子体分布产生影响。通过高频等离子体风洞,采取高频感应加热的方式产生超音速高温气流,在相同外形的纯碳碳材料模型和铜制水冷模型周围形成高温绕流流场。利用朗缪尔探针对距离模型不同高度位置的电子数密度进行测试,试验结果表明:当纯碳/碳材料模型处于明显的烧蚀状态时,烧蚀产物会对流场中的电子数密度产生影响,电子数密度低于铜质水冷模型纯空气绕流流场的电子数密度;纯碳/碳材料模型的多个试样在发生烧蚀后的流场电子数密度均随着质量烧蚀速率的增加而减小;纯碳/碳材料烧蚀产物仅影响距离壁面一定距离流场的电子数密度,远离壁面的流场中电子数密度与纯空气流场接近。 展开更多
关键词 飞行器纯碳/碳材料 烧蚀 等离子体流场 电子数密度
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临近空间中核爆源区电磁脉冲与等离子体流场耦合 被引量：1
3
作者 莫锦军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S2期91-94,共4页
对临近空间中核爆源区电磁脉冲与飞行器等离子体流场的耦合进行了分析计算。对源区辐射场采用平面波近似和源区感应场直接计入等离子体电导率的影响,推导出新的差分迭代公式计算。计算结果可供临近空间飞行器电磁兼容性研究参考。
关键词 核电磁脉冲 等离子体流场 耦合分析
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高超声速等离子体流场混沌特性的实验分析
4
作者 曹金祥 赵红波 +5 位作者 林毅君 胡业民 张嘉祥 王洁霞 董永辉 李春祥 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期449-453,共5页
本文采用耗散系统的混沌动力学方法，分析处理了ＦＤ０４ 电弧风洞超高速等离子体流场实验中多道扫描探针的实验数据。分别给出了无锥体流场和有锥体尾迹等离子体流场的相关维数和Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ 熵值的分布。该分布清晰地刻划... 本文采用耗散系统的混沌动力学方法，分析处理了ＦＤ０４ 电弧风洞超高速等离子体流场实验中多道扫描探针的实验数据。分别给出了无锥体流场和有锥体尾迹等离子体流场的相关维数和Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ 熵值的分布。该分布清晰地刻划了流场的湍动和分层结构。用Ｋｏｌｍ ｏｇｏｒｏｖ 熵极小值方法，观测到了锥体尾迹流场的主激波结构。 展开更多
关键词 高超声速流动 尾迹 混沌 等离子体流场 飞行器
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数字全息干涉术用于微波等离子体推进器羽流场的研究 被引量：10
5
作者 冯伟 李恩普 +2 位作者 范琦 张琳 赵建林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1833-1836,共4页
利用数字全息干涉术研究了微波等离子体推进器羽流场的分布特征,由所记录的羽流场的数字全息图,经数值再现,得到了羽流场的相位分布,进而计算出等离子体羽流场的电子数密度.通过相位倍增法增加了羽流场的干涉条纹密度,从而能够更直观地... 利用数字全息干涉术研究了微波等离子体推进器羽流场的分布特征,由所记录的羽流场的数字全息图,经数值再现,得到了羽流场的相位分布,进而计算出等离子体羽流场的电子数密度.通过相位倍增法增加了羽流场的干涉条纹密度,从而能够更直观地反映出羽流场的折射率分布.结果表明,数字全息干涉术是研究微波等离子体推进器羽流场的一种有效方法. 展开更多
关键词 数字全息干涉术 等离子体羽流场 相位倍增 数值再现
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电弧加热器高温流场激光吸收光谱诊断 被引量：6
6
作者 曾徽 陈连忠 +2 位作者 林鑫 欧东斌 董永辉 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第4期28-33,共6页
气流温度和组分粒子数密度是定量评估电弧加热器运行参数和流场品质的关键,常规测试手段难以适应电弧加热器内高温气流的恶劣环境,电弧加热器等离子体气流诊断研究一直缺乏有效手段。本研究应用激光吸收光谱技术,选用原子O(777.19nm)谱... 气流温度和组分粒子数密度是定量评估电弧加热器运行参数和流场品质的关键,常规测试手段难以适应电弧加热器内高温气流的恶劣环境,电弧加热器等离子体气流诊断研究一直缺乏有效手段。本研究应用激光吸收光谱技术,选用原子O(777.19nm)谱线,基于局部热化学平衡等离子体假设,对电弧加热器内高温离解空气(>5000K)试验气流进行在线诊断。试验测得了总焓H0=15.8,17.4MJ/kg 2组工况下,电弧加热器内等离子体气流温度和原子O粒子数密度。2组工况获得平均气流温度分别为5843和6047K,对应高温平衡气流表获得气流温度为5950和6335K。测得加热器运行稳定后2组工况的原子O总粒子数密度在(1.1~1.2)×1018cm-3之间,低能级5S02粒子数密度在(1.0~1.6)×1010cm-3之间,2组工况原子O总粒子数密度的差异与NASA-CEA平衡计算结果一致,验证了电弧加热器气流局部热力学平衡假设的有效性。本研究工作验证了激光吸收光谱技术可作为高焓电弧加热器常规诊断手段。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 电弧加热器 等离子体流场诊断 原子氧粒子密度 气流温度
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大气呼吸模式激光推进的机理分析及数值模拟 被引量：25
7
作者 龚平 唐志平 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期501-508,共8页
就大气呼吸模式的推进机理作了较为系统的分析和研究,导出了考虑反射面几何约束的冲量及冲量耦合系数的近似解析表达式。在数值模拟方面,采用前期点爆炸自模拟解和后期高分辨率PPM格式相结合的新方法,计算了固定的抛物面反射镜聚焦入射... 就大气呼吸模式的推进机理作了较为系统的分析和研究,导出了考虑反射面几何约束的冲量及冲量耦合系数的近似解析表达式。在数值模拟方面,采用前期点爆炸自模拟解和后期高分辨率PPM格式相结合的新方法,计算了固定的抛物面反射镜聚焦入射平行激光击穿空气形成的高温等离子体流场及其对反射面产生的推动作用。结果表明,推进效应(飞行器获得的推力、总冲量、冲量耦合系数等)与反射面的几何参数和入射激光强度密切相关。83J的激光单脉冲能量算例得到的冲量耦合系数为246μN·s/J,略高于同种工况下W.O.Schall等实验得到的耦合系数。 展开更多
关键词 大气呼吸模式 激光推进 数值模拟 爆炸力学 点爆炸 冲量耦合系数 PPM格式 高温等离子体流场
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强激光致空气击穿过程的数值模拟 被引量：8
8
作者 倪晓武 王文中 +1 位作者 陆建 沈中华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期134-138,共5页
根据雪崩电离、逆轫致吸收、Saha方程和等离子体状态方程等实现了用迎风TVD格式对空气的击穿过程进行了数值模拟，结合光学击穿和激光感应热击穿理论，研究了Nd：YAG高功率脉冲激光与空气相互作用时，等离子体场的形成过程，得到了激光... 根据雪崩电离、逆轫致吸收、Saha方程和等离子体状态方程等实现了用迎风TVD格式对空气的击穿过程进行了数值模拟，结合光学击穿和激光感应热击穿理论，研究了Nd：YAG高功率脉冲激光与空气相互作用时，等离子体场的形成过程，得到了激光等离子体流场的非定常解。 展开更多
关键词 等离子体流场 空气击穿 激光 气体动力学 强激光
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烧蚀模式激光推进的数值模拟 被引量：8
9
作者 童慧峰 唐志平 张凌 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期165-170,共6页
采用针对高温气体(等离子体)电离度的一种近似计算方法,以及具有五阶精度的广义Godunov差分格式-加权本质无振荡格式WENO(weighted essentially non-oscillatory schemes),给出了高温气体状态方程的简便描述,并考虑激光与等离子体的相... 采用针对高温气体(等离子体)电离度的一种近似计算方法,以及具有五阶精度的广义Godunov差分格式-加权本质无振荡格式WENO(weighted essentially non-oscillatory schemes),给出了高温气体状态方程的简便描述,并考虑激光与等离子体的相互作用,模拟了强激光与固体靶相互作用时激光支持靶面等离子体流场的动态物理过程,并给出了不同参数条件下激光烧蚀固体靶的推进效应参数(冲量耦合系数等)。计算结果及与实验结果的对比表明,靶材料和激光参数(功率密度、波长、脉冲宽度等)是影响推进效应的主要因素,并且计算结果具有较高的精确度。 展开更多
关键词 固体力学 推进效应 激光支持等离子体流场 激光烧蚀推进
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其它应用
10
《中国光学》 EI CAS 1999年第4期52-55,共4页
TN249 99042442强激光致空气击穿过程的数值模拟=Numerical simulationof laser—induced—air plasma shockwave[刊,中]/倪晓武,王文中,陆建,沈中华(南京理工大学.江苏,南京(210094))//兵工学报.—1998,19(2).—134—138根据雪崩电离,... TN249 99042442强激光致空气击穿过程的数值模拟=Numerical simulationof laser—induced—air plasma shockwave[刊,中]/倪晓武,王文中,陆建,沈中华(南京理工大学.江苏,南京(210094))//兵工学报.—1998,19(2).—134—138根据雪崩电离,逆轫致吸收、suha方程和等离子体状态方程等实现了用迎风TVD格式对空气的击穿过程进行了数值模拟,结合光学击穿和激光感应热击穿理论,研究了Nd :YAG高功率脉冲激光与空气相互作用时等离子场的形成过程。得到了激光等离子体流场的非定常场。图2参9(严寒) 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 数值模拟 相互作用 激光技术 高功率脉冲激光 激光等离子体流场 击穿过程 形成过程 状态方程 激光直接驱动聚变
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