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基于聚焦激光差分干涉(FLDI)技术的高超声速风洞来流扰动特征实验研究
1
作者
黄荧璟
张一童
+4 位作者
柳婉婷
罗凯
王业军
汪球
赵伟
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1066-1076,共11页
风洞来流扰动是影响边界层转捩的关键因素之一.文章搭建并标定了一套对密度扰动敏感的非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(focused laser differential interferometry,FLDI),对中国科学院力学研究所的JF8 A风洞开展了风洞来流扰动环...
风洞来流扰动是影响边界层转捩的关键因素之一.文章搭建并标定了一套对密度扰动敏感的非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(focused laser differential interferometry,FLDI),对中国科学院力学研究所的JF8 A风洞开展了风洞来流扰动环境特征的实验研究.实验选取不同马赫数以及不同单位雷诺数的来流条件,通过FLDI的密度脉动测量,得到了较大尺寸激波风洞中自由来流扰动的规律.实验结果表明:在同一马赫数下,随着单位雷诺数的增加,密度脉动幅值逐渐上升,但归一化幅值逐渐下降;在同一单位雷诺数下,马赫数高的状态自由流滚降斜率更加平缓,这表明更多能量保留在更高频段.随着单位雷诺数的升高,密度脉动的归一化均方根值降低,该特征与典型的高超声速噪声风洞的皮托总压扰动水平随雷诺数变化的趋势相同.此外,短时功率谱密度(PSD)分析显示,随着单位雷诺数增加,自由流干扰环境的间歇性降低.本研究为高超声速风洞边界层转捩研究提供了重要的实验数据支撑.
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关键词
风洞来流扰动
聚焦
激光
差分
干涉仪
非接触式测量
高超声速风洞
激光
诊断
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职称材料
一种非介入式高超声速边界层不稳定波的测量方法
被引量：
9
2
作者
余涛
张威
+3 位作者
张毅锋
陈久芬
陈坚强
吴杰
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期70-75,共6页
地面风洞实验是开展高超声速边界层转捩研究的主要手段之一,但是目前可用于高超声速边界层三维空间测量的实验技术仍极为缺乏,且已有测量技术的动态响应频率普遍较低。基于光的折射和干涉原理,搭建了一套非介入式聚焦激光差分干涉仪测...
地面风洞实验是开展高超声速边界层转捩研究的主要手段之一,但是目前可用于高超声速边界层三维空间测量的实验技术仍极为缺乏,且已有测量技术的动态响应频率普遍较低。基于光的折射和干涉原理,搭建了一套非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(Focused Laser Differential Interferometry,FLDI),可有效获取三维流场空间点的密度变化。在马赫数为8的常规高超声速风洞中,使用FLDI开展了来流雷诺数10 7/m、7°半锥角尖锥标模边界层的不稳定波测量实验。结果显示FLDI成功捕获到频率在327 kHz的第二模态不稳定波及其谐波(645 kHz)。通过与PCB测试结果进行对比,FLDI的高信噪比、高解析频率(本文实验有效解析频率1.5 MHz)、高空间分辨率(沿流向小于1 mm)等优点得以体现。鉴于FLDI的高时空分辨率等优良特性,其可用于高超声速边界层不稳定波行为以及感受性等问题的研究,为深入认识高超声速边界层转捩机制以及感受性问题提供了有效手段。
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关键词
聚焦
激光
差分
干涉仪
(
fldi
)
高超声速边界层
实验测量技术
转捩测量
流场密度脉动校测
非介入式测量
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职称材料
6°攻角尖锥高超声速边界层高频不稳定波实验研究
被引量：
1
3
作者
刘姝怡
陈坚强
+2 位作者
袁先旭
熊有德
吴杰
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1-7,共7页
边界层转捩对高超声速飞行器的气动力和气动热设计有重要影响。横流失稳通常是三维边界层转捩的主导因素,而在噪声环境下,第二模态不稳定波的影响也不容忽视。为深入理解带攻角情况下高超声速边界层的转捩机理,在Mach 6 Ludwieg管风洞...
边界层转捩对高超声速飞行器的气动力和气动热设计有重要影响。横流失稳通常是三维边界层转捩的主导因素,而在噪声环境下,第二模态不稳定波的影响也不容忽视。为深入理解带攻角情况下高超声速边界层的转捩机理,在Mach 6 Ludwieg管风洞中采用聚焦激光差分干涉仪(Focused Laser Differential Interferometer,FLDI)和高频压力脉动传感器(PCB)对6°攻角尖锥进行了边界层稳定性实验研究。实验结果显示,在尖锥边界层的不同周向位置存在高频不稳定波。通过功率谱分析和双谱分析,得到该不稳定波沿母线的变化情况以及该高频不稳定波与低频信号(20~40 kHz)之间存在的非线性相互作用。
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关键词
高超声速边界层
聚焦
激光
差分
干涉仪
横流不稳定性
第二模态不稳定波
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职称材料
题名
基于聚焦激光差分干涉(FLDI)技术的高超声速风洞来流扰动特征实验研究
1
作者
黄荧璟
张一童
柳婉婷
罗凯
王业军
汪球
赵伟
机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
华中科技大学航空航天学院
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1066-1076,共11页
基金
国家自然科学基金(12072352,12232018)
中国科学院战略性先导科技专项(XDB 0620203)资助项目。
文摘
风洞来流扰动是影响边界层转捩的关键因素之一.文章搭建并标定了一套对密度扰动敏感的非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(focused laser differential interferometry,FLDI),对中国科学院力学研究所的JF8 A风洞开展了风洞来流扰动环境特征的实验研究.实验选取不同马赫数以及不同单位雷诺数的来流条件,通过FLDI的密度脉动测量,得到了较大尺寸激波风洞中自由来流扰动的规律.实验结果表明:在同一马赫数下,随着单位雷诺数的增加,密度脉动幅值逐渐上升,但归一化幅值逐渐下降;在同一单位雷诺数下,马赫数高的状态自由流滚降斜率更加平缓,这表明更多能量保留在更高频段.随着单位雷诺数的升高,密度脉动的归一化均方根值降低,该特征与典型的高超声速噪声风洞的皮托总压扰动水平随雷诺数变化的趋势相同.此外,短时功率谱密度(PSD)分析显示,随着单位雷诺数增加,自由流干扰环境的间歇性降低.本研究为高超声速风洞边界层转捩研究提供了重要的实验数据支撑.
关键词
风洞来流扰动
聚焦
激光
差分
干涉仪
非接触式测量
高超声速风洞
激光
诊断
Keywords
wind tunnel free-stream disturbance
focused laser differential interferometry
non-intrusive measurement
hypersonic wind tunnel
laser diagnostics
分类号
V211.7 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
一种非介入式高超声速边界层不稳定波的测量方法
被引量：
9
2
作者
余涛
张威
张毅锋
陈久芬
陈坚强
吴杰
机构
华中科技大学航空航天学院
华中科技大学材料科学与工程学院
中国空气动力研究与发展中心
出处
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期70-75,共6页
基金
国家自然基金青年科学基金项目(11702106)
装备预先研究项目(41406020901)
+1 种基金
国家自然科学基金面上项目(11872370)
国家重点研发计划项目(2016YFA0401200)
文摘
地面风洞实验是开展高超声速边界层转捩研究的主要手段之一,但是目前可用于高超声速边界层三维空间测量的实验技术仍极为缺乏,且已有测量技术的动态响应频率普遍较低。基于光的折射和干涉原理,搭建了一套非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(Focused Laser Differential Interferometry,FLDI),可有效获取三维流场空间点的密度变化。在马赫数为8的常规高超声速风洞中,使用FLDI开展了来流雷诺数10 7/m、7°半锥角尖锥标模边界层的不稳定波测量实验。结果显示FLDI成功捕获到频率在327 kHz的第二模态不稳定波及其谐波(645 kHz)。通过与PCB测试结果进行对比,FLDI的高信噪比、高解析频率(本文实验有效解析频率1.5 MHz)、高空间分辨率(沿流向小于1 mm)等优点得以体现。鉴于FLDI的高时空分辨率等优良特性,其可用于高超声速边界层不稳定波行为以及感受性等问题的研究,为深入认识高超声速边界层转捩机制以及感受性问题提供了有效手段。
关键词
聚焦
激光
差分
干涉仪
(
fldi
)
高超声速边界层
实验测量技术
转捩测量
流场密度脉动校测
非介入式测量
Keywords
focused laser differential interferometry(
fldi
)
hypersonic boundary layer
experimental measurement technology
transition measurement
density fluctuation calibration
non-instrusive measurement
分类号
V211.72 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
6°攻角尖锥高超声速边界层高频不稳定波实验研究
被引量：
1
3
作者
刘姝怡
陈坚强
袁先旭
熊有德
吴杰
机构
空气动力学国家重点实验室
华中科技大学航空航天学院
出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1-7,共7页
基金
国家自然科学基金(92052301)。
文摘
边界层转捩对高超声速飞行器的气动力和气动热设计有重要影响。横流失稳通常是三维边界层转捩的主导因素,而在噪声环境下,第二模态不稳定波的影响也不容忽视。为深入理解带攻角情况下高超声速边界层的转捩机理,在Mach 6 Ludwieg管风洞中采用聚焦激光差分干涉仪(Focused Laser Differential Interferometer,FLDI)和高频压力脉动传感器(PCB)对6°攻角尖锥进行了边界层稳定性实验研究。实验结果显示,在尖锥边界层的不同周向位置存在高频不稳定波。通过功率谱分析和双谱分析,得到该不稳定波沿母线的变化情况以及该高频不稳定波与低频信号(20~40 kHz)之间存在的非线性相互作用。
关键词
高超声速边界层
聚焦
激光
差分
干涉仪
横流不稳定性
第二模态不稳定波
Keywords
hypersonic boundary layers
focused laser differential interferometry(
fldi
)
crossflow instability
second-mode wave
分类号
O355 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于聚焦激光差分干涉(FLDI)技术的高超声速风洞来流扰动特征实验研究
黄荧璟
张一童
柳婉婷
罗凯
王业军
汪球
赵伟
《力学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
一种非介入式高超声速边界层不稳定波的测量方法
余涛
张威
张毅锋
陈久芬
陈坚强
吴杰
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
9
在线阅读
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职称材料
3
6°攻角尖锥高超声速边界层高频不稳定波实验研究
刘姝怡
陈坚强
袁先旭
熊有德
吴杰
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
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职称材料
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