张琦
- 作品数：14 被引量：37H指数：5
- 供职机构：清华大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江苏省自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：兵器科学与技术理学航空宇航科学技术交通运输工程更多>>
- 双束燃气射流与整装式液体装药相互作用的实验和数值模拟被引量：7
- 2013年
- 为了探索整装式液体发射药火炮(BLPG)内弹道稳定性的控制方法,设计了5级圆柱渐扩型观察室和圆柱观察室,开展了双束燃气射流在液体药模拟工质中扩展的实验研究。实验结果表明,渐扩型结构能够抑制Taylor空腔与Kelvin-Helmholtz不稳定性效应的正反馈机制。在实验基础上,建立了三维非稳态数理模型,模拟了不同观察室结构下,双束燃气射流在液体工质中的扩展过程,获得了射流场中密度、压力和温度的分布图。模拟结果表明:圆柱渐扩型观察室中,由于渐扩台阶的诱导作用,强化了气液在径向的湍流掺混效应,抑制了射流的轴向湍流度;且射流的外轮廓相对较光滑。双束射流轴向位移的计算值与实验结果吻合较好。
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- 关键词：湍流掺混数值模拟
- 等离子射流在大气中扩展特性实验研究被引量：4
- 2010年
- 为了研究电热化学发射中等离子射流的自身特性,采用数字高速录像系统对毛细管等离子射流在大气中的扩展过程进行了实验测试.获得了不同放电电压下,等离子射流在大气中扩展过程的时间序列图以及等离子射流在大气中扩展的轴向和径向位移曲线,计算了不同放电电压下等离子射流的轴向和径向速度.研究结果表明:等离子射流在大气中扩展时,速度具有波动性,轴向速度波动时,后一个波峰低于前一个波峰;射流头部出现强烈的湍流耗散现象;放电电压增大时,等离子体射流径向扩展到最大位移时,径向与轴向位移比增大,而所经历的时间与整个脉冲射流时间之比减小.
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- 关键词：电热化学发射
- 双股燃气射流在充液室内扩展特性的实验研究被引量：5
- 2013年
- 为了探索高温高压双股燃气射流在整装式液体工质中的扩展特性,设计了五级圆柱渐扩型观察室和圆柱型观察室,借助数字高速录像系统,观察了双股燃气射流在充液室中的扩展过程,对比了不同的观察室边界以及不同的参数条件对双股燃气射流扩展过程的影响。实验结果表明,圆柱渐扩型观察室结构更有助于改善气液的掺混特性,通过参数的合理匹配可以一定程度上控制双股燃气射流在三维充液室中的扩展过程。
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- 关键词：流体力学湍流掺混
- 渐扩边界形状对双股燃气射流扩展特性影响的实验研究被引量：6
- 2013年
- 为了研究控制整装式液体发射药火炮内弹道稳定性的方法,设计了不同结构的多级圆柱渐扩型观察室,采用数字高速录像系统,观察并讨论了双股燃气射流在液体药模拟工质中的扩展过程,对比了不同的渐扩结构、喷射压力、喷孔中心间距、喷嘴直径等参数对双股燃气射流在液体工质中扩展特性的影响。实验结果表明,多级渐扩型结构能够有效控制气液的湍流掺混特性,且喷射压力较大时,双股燃气射流沿轴向扩展较为迅速,气液的湍流掺混也较剧烈;而喷孔间距较大时,双股燃气射流的轴向扩展速度相对较小,射流沿着径向扩展较为明显,双股燃气射流最终发生汇聚的时间也较晚。
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- 关键词：湍流
- 等离子射流与渐扩边界中液体工质相互作用特性的模拟实验被引量：6
- 2011年
- 为了探索整装式液体工质电热化学炮中药室边界形状对燃烧控制的影响,采用数字高速录像系统对等离子体射流在液体工质中的扩展过程进行了测试,研究了不同放电电压、不同喷嘴直径、不同渐扩边界结构下等离子射流与液体工质的相互作用特性。获得了等离子射流在液体工质中扩展形态的时间序列图,处理出不同工况下Taylor空腔扩展的轴向位移与时间的关系曲线,计算并分析了不同工况下等离子射流在液体工质中的扩展速度和相互作用的机理。研究结果表明:Taylor空腔的轴向扩展速度具有波动性,但总体上呈衰减趋势。渐扩台阶处,径向湍流增强,强化了等离子射流的回流卷吸效应。
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- 关键词：流体力学电热化学炮
- 非稳态等离子射流场的二维模型及数值模拟被引量：4
- 2012年
- 为了研究等离子射流的点火特性,建立了等离子射流在大气中扩展的二维轴对称非稳态可压流数学模型,采用Fluent软件对等离子射流扩展过程进行了数值模拟.获得了等离子射流扩展界面变化规律以及流场中静压、温度和速度分布特性.分析结果表明:等离子射流与大气间存在强烈的湍流掺混,掺混强度沿下游逐渐递增.喷嘴前9.2mm处出现驻定激波,激波后各参数随时间呈非单调变化;压力、温度和速度沿轴向及径向总体上呈衰减趋势;温度、压力等参数空间分布具有波动性;等离子射流扩展位移模拟值与实测值吻合较好.
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- 关键词：电热化学发射湍流
- 边界形状影响等离子体射流扩展特性的实验研究被引量：3
- 2013年
- 为了探索燃烧室边界形状在控制燃烧稳定性方面的特性,设计了圆柱型和圆柱渐扩型充液室,运用高速录像系统研究了等离子体射流在充液室中的扩展过程。结果表明:等离子体射流在液体工质中扩展时,等离子体-液体两相流体速度差较大,Taylor-Helmholtz不稳定效应强烈,圆柱型充液室中,Taylor空腔界面自由,界面增长随机脉动性较大;渐扩型充液室能够使两相流边界受到约束,使Taylor空腔沿着充液室边界逐级扩展,从而减弱了Taylor-Helmholtz不稳定效应,有效抑制了界面增长的随机脉动性。放电电压、喷嘴直径和渐扩结构因子ΔD/L对Taylor空腔扩展过程均有不同程度的影响,通过对这些参数的优化匹配,可以在一定程度上实现对射流扩展过程的控制。
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- 关键词：等离子体射流电热化学发射
- 等离子射流在圆柱充液室中扩展、掺混的实验及数值模拟被引量：1
- 2011年
- 为了研究等离子射流与液体工质相互作用特性,设计了圆柱型充液室,运用数字高速录像系统观察了等离子射流的扩展过程,重点研究了放电电压对等离子射流扩展特性的影响。实验结果表明,等离子射流在液体中扩展时,两相流体存在较大的速度差,Taylor-helmholtz不稳定效应导致强烈的两相湍流掺混,Taylor空腔的亮度在时空上呈非单调分布;放电电压越大,Taylor-helmholtz不稳定效应越强。在实验基础上,建立了等离子射流扩展的二维轴对称非稳态可压缩流的数学模型,并进行了数值模拟,获得了射流场中Taylor空腔界面的形态变化,以及流场中压力、速度、温度、湍动能和湍流耗散率的分布特性。由Taylor空腔界面扩展云图计算得到的Taylor空腔轴向扩展位移与实测值吻合较好。
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- 燃烧室边界形状对整装含能液体高压燃烧稳定性影响的实验研究被引量：2
- 2013年
- 为了探索整装式液体炮中增强燃烧稳定性的控制方法,建立了高压燃烧推进实验系统,进行了圆柱型和阶梯渐扩型燃烧室边界下的燃烧推进实验,通过燃烧室动态压力测量结果,分析了边界形状对燃烧室压力振荡的影响。实验表明,采用阶梯渐扩型边界可减弱整装式含能液体的燃烧压力振荡,渐扩结构因子ΔD/L、渐扩级数对燃烧推进过程也有影响,设计合适的ΔD/L有利于减小压力振荡,提高燃烧稳定性。
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- 关键词：燃烧稳定性
- 脉冲等离子射流与液体工质相互作用特性实验研究及数值模拟被引量：5
- 2012年
- 为了解等离子射流与液体介质间的相互作用特性,采用高速录像系统记录了等离子射流在圆柱充液观察室中的扩展过程,获得了等离子射流在液体介质中轴向、径向扩展位移及扩展速度随时间的变化特性。在实验基础上,建立了等离子射流在液体介质中扩展时的二维轴对称非稳态数学模型,并进行了数值模拟,获得了等离子体和液体两相体积分数时空分布特性,由两相体积分数时空分布图计算得到的Taylor空腔轴向扩展位移与实测值吻合较好。同时获得了射流场中的压力、速度和温度分布,并分析了Taylor空腔的间断机理。
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- 关键词：工程热物理液体介质电热化学发射
