高超音速流场粒子图像测速示踪机理研究与应用

基本信息
批准号:51475193
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:杨华
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:熊有伦,任清荣,钟强龙,李勇,张步阳,梅爽,卢锦,欧阳振兴,冯佳乐
关键词:
高超音速流场粒子图像测速粒子跟随性粒子可测量性
结项摘要

Particle image velocimetry (PIV) for hypersonic flow measurement is a basis measurement technology for developing significant aerospace equipments, such as space planes, hypersonic aircraft, cruise missile and so on. Particles tracer mechanism is the most important factor that affects the precision of PIV measurement of hypersonic flow. The present existing particle tracking mechanism for low-speed flow can not be applied to PIV measurement of hypersonic flow, due to the unsteady, highly non-uniform flow dynamics. And this has become a theory bottleneck of independent research and development of significant aerospace equipment in our country. In this study, we intend to establish the dynamic model and light scattering model of particles in high-temperature, high-pressure, hypersonic flow, try to propose novel criterions of particle tracking characteristics and particle measurability. Then, the theory of particle tracking mechanism of PIV measurements of hypersonic flow will be established. The shape, size, material and density parameters of tracer particles will be designed by using modern optimization theory, and a new kind nanoscale solid tracer particle will be manufactured in order to apply it for PIV measurements of hypersonic flow in practical applications, such as wind tunnel tests of space plane, hypersonic aircraft and so on . This study has a very important theoretical significance and application value.

高超音速流场测量是研制空天飞机、高超音速飞行器、巡航弹道导弹等国家重大战略装备的基础,粒子图像测速(Particle image velocimetry,简称PIV测量)是高超音速流场的全场非接触测量的有效方法,粒子示踪机理是影响高超音速流场PIV测量精度的最为关键因素。现有低速粒子的示踪机理无法适用于高超音速、非定常、高度非均匀流场的PIV高精度测量,已成为制约我国高性能PIV测量仪器自主研发的瓶颈。本项目拟建立高温、高压、高超音速状态下粒子的动力学和光散射性模型,提出粒子流动跟随性与可测量性的判断依据,揭示高超音速流场PIV测量粒子示踪机理,综合优化设计粒子的形状、尺寸、材料和密度等参数,研究纳米级固体示踪粒子可制造性,提升高超音速流场PIV测量精度,在空天飞机、高超音速飞行器等重大战略装备风洞试验的高超音速流场PIV测量中验证应用,具有十分重要的理论意义和应用价值。

项目摘要

高超音速流场测量是研制空天飞机、高超音速飞行器、巡航弹道导弹等国家重大战略装备的基础,粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,简称PIV测量)是高超音速流场的全场非接触测量的有效方法,粒子示踪机理是影响高超音速流场PIV测量精度最为关键的因素。现有低速粒子的示踪机理无法适用于高超音速、非定常、高度非均匀流场的PIV高精度测量,已成为制约我国高性能PIV测量仪器自主研发的瓶颈。本项目建立高温、高压、高超音速状态下粒子的动力学和光散射性模型,提出粒子流动跟随性与可测量性的判断依据,揭示高超音速流场PIV测量粒子示踪机理,综合优化设计粒子的形状、尺寸、材料和密度等参数,研究纳米级固体示踪粒子可制造性,自主研制两代适用粒径范围0.2~0.3微米(TiO2,SiO2,Al2O3粉末)、浓度可用阀门调节的流化床式固体粒子发生器。本项目所研制的第二代流化床固体粒子发生器在中国空气动力研究与发展中心5Ma高速风洞中进行示范应用,实现了探月返回舱、超燃冲压发动机进气道、某型号高超音速导弹尾翼喷射等国防重大工程装备风洞实验PIV高时空分辨率定量测量。本项目主要研究成果:在PIV领域Exp in Fluids、MST顶级SCI期刊和ISPIV2017顶级国际学术会议上,共发表SCI收录论文18篇,EI收录论文7篇;申请国家发明专利13项,其中8项已授权;研制了两代高超音速固体粒子发生器;培养8名博士研究生、20名硕士研究生。研制的粒子发生器提升了高超音速流场PIV测量精度,在空天飞机、高超音速飞行器等重大战略装备风洞实验的高超音速流场PIV测量中验证应用,具有十分重要的理论意义和应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
5

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022

杨华的其他基金

批准号:11274283
批准年份:2012
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:81403099
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81301499
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61203070
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31801519
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11179039
批准年份:2011
资助金额:48.00
项目类别:联合基金项目
批准号:61771303
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:40201037
批准年份:2002
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30472195
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:21701078
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51662027
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61205050
批准年份:2012
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30670740
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21372205
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:10347123
批准年份:2003
资助金额:2.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31300578
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870002
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:31360541
批准年份:2013
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61102099
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21207007
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51875228
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31671571
批准年份:2016
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:50706041
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460147
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51278153
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81301391
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200963
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51878220
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61070243
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:20803052
批准年份:2008
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40671129
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81470698
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:61871354
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:51678194
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31000622
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471274
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61401226
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50708028
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460324
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21704105
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50962009
批准年份:2009
资助金额:24.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51262018
批准年份:2012
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39860074
批准年份:1998
资助金额:9.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31500744
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20502023
批准年份:2005
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81673592
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61275137
批准年份:2012
资助金额:81.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于光流算法的粒子图像测速技术研究与应用

批准号:11572304
批准年份:2015
负责人:黄湛
学科分类:A0909
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
2

高超声速三维流场光流粒子图像测速新原理

批准号:51875228
批准年份:2018
负责人:杨华
学科分类:E0511
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
3

OH示踪同时测量流场温度与速度方法研究

批准号:91641112
批准年份:2016
负责人:叶景峰
学科分类:E0606
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
4

微流体粒子图像测速技术及其在能量输运研究中的应用

批准号:10702066
批准年份:2007
负责人:王昊利
学科分类:A0909
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目