不同攻角下超声速降落伞伞绳的影响研究

文章基于一种简易＂浸入边界技术＂与流固耦合方法对超声速来流条件下的三维降落伞系统进行了数值模拟。研究中,降落伞系统包括前体和伞体,两者通过伞绳连接。文章的研究目的是分析不同攻角下降落伞伞绳对于降落伞系统周围复杂非定常流场的影响,以及对降落伞性能表现的影响。结果表明：在较小的前体和伞体距离下,由于攻角的影响,非定常流场结构呈现上下不对称,并且上下伞绳激波形成时间不同步。随着攻角的增加,上下面的伞绳激波形成时间出现推迟,并且有变弱的趋势。另外,由于攻角与伞绳的综合影响,伞内表面的时间平均压力分布在5o攻角时最小,而在10o攻角时最大,阻力系数却随着攻角的增加而增加

Numerical Investigation on Safe Stage Separation Problem of A TSTO Model at Mach 7

两级入轨 (Two Stage To Orbit, TSTO) 飞行器在高超声速来流条件下级间分离, 会在两级之间产生复杂的非定常气动干扰, 直接增加 TSTO 级间分离失败风险. 级间分离过程中的这种复杂气动干扰伴随着两级之间的激波与边界层干扰、马蹄涡、激波与尾流干扰的综合作用。本研究将 TSTO 助推级和轨道级的复杂模型简化为两个三维楔, 采用重叠动网格技术, 耦合求解流动控制方程及六自由度刚体动力学方程组对级间分离过程开展模拟分析, 探究级间分离流动特性及其物理机制. 在数值分析过程中, 针对不同抬升角度下的 TSTO 三维流场进行了CFD(computational fluid dynamics) 静态和动态数值模拟, 给出了不同抬升角度下的干扰流场流动规律和特性, 结合流场结构和壁面压力分布以及分离流动模式阐明了两级之间这种气动干扰对 TSTO 气动分离的影响机制, 并探讨了轨道级抬升角对 TSTO 安全分离的影响. 结果表明两级间的气动干扰强度随着轨道级抬升角的增大而增强, 并且在动态分离过程中随着两级间隙的增加而减弱; 在轨道级释放前两级间气动干扰和三维分离拓扑结构随着抬升角的增大变得更加复杂, 流动分离区域增大, 临界点数量增加; 在级间分离过程中, 两级气动特性变化幅度随着轨道级抬升角增大而增大, 分离时间则随之减小. 另外, 当轨道级抬升角度在 6 ~ 8&deg;时可实现该 TSTO 更加安全可靠的分离.</p

激波风洞高低压段钢膜片破裂特性研究

激波风洞是用于高超声速飞行器气动外形设计和优化的常用地面试验装置,基于爆轰驱动技术,激波风洞能够在短时间(毫秒级)内产生高温、高压的驱动气体来模拟高超声速试验气流.主膜片位于激波风洞中的爆轰驱动段和激波管段之间,试验时膜片在爆轰脉冲压力下打开,膜片的打开状态和脱落情况对激波风洞气流品质有很大的影响.同时,膜片也是形成激波的先决条件.传统的风洞采用铝质膜片进行试验,在激波风洞中需要承压能力更强的膜片,此时铝质膜片不再适用,需要采用钢质膜片.因此,对激波风洞中的钢膜片破裂特性进行研究很有必要.将数值计算结果与试验结果进行比较,发现数值计算结果与试验结果吻合得比较理想,计算结果具有可靠性.基于膜片的应力-应变模型,建立了膜片打开的动力学模型,根据CJ爆轰理论,采用有限元软件计算模拟了膜片破裂的过程,分析总结了膜片破裂的机制和力学特性规律.采用控制变量法对不同厚度和凹槽长度的膜片进行分析研究,得到了膜片破膜压力和有效破膜时间的变化规律.在激波风洞试验中,根据膜片总破膜时间设计了适用于JF-12复现风洞的膜片参数

三尖杉悬浮培养细胞中hinokiol的定量分析

建立了高效液相色谱分析三尖杉悬浮培养细胞中次生代谢产物的方法,实现了次生代谢产物的分离以及hinokiol的定量分析。样品经甲醇提取后,再用氨水-氯仿萃取。采用Apollo C18色谱柱（250 mm×4.6 mm,5μm）进行分离,流动相为甲醇-水,梯度洗脱,柱温为30℃,检测波长为290 nm,流速为1 mL/min。在0.0125～0.2 g/L范围内,hinokiol的色谱峰面积与质量浓度之间具有良好的线性关系。采用该方法测定了实际样品中hi-nokiol的含量,并进行了3个水平的加标回收试验,其回收率为87.2%～94.7%,相对标准偏差（n=3）为0.9%～4.2%。该方法可靠、重现性好,适合对植物培养细胞中的hinokiol进行分析

不同大气条件下超声速降落伞系统气动特性分析

火星探测任务中,超声速降落伞对于火星探测器的减速过程起着至关重要的作用。然而,火星探测器与超声速降落伞系统的数值模拟和风洞试验大多在地球环境中进行,不能完全复现火星用降落伞真实的工作环境,所得气动特性也与真实环境下火星降落伞气动特性存在误差。针对这一问题,文章开展了地球和火星大气环境下超声速降落伞系统的数值模拟研究,并分析不同大气环境、来流条件对降落伞系统气动性能的影响机理,以及不同探测器构型对降落伞系统阻力性能的影响。研究发现:相比于地球大气,在火星大气条件下探测器单体尾流颈部点更加靠近探测器,火星大气环境下伞体阻力略低于地球大气环境;随着截锥数量的增加,器前激波脱体距离、激波角度及颈部点至探测器间距均缩短,阻力系数增加;后截锥导致伞体阻力波动幅度增加,流动周期延长。随着来流马赫数的增大,伞体内压力波动增加,以致流场需要更长时间进入稳定的周期性变化;当来流迎角增大时,伞体内表面压力波动和流场周期性均减弱。此外,三维降落伞模型流场变化模式与二维模型一致,在周期内器前激波角度及脱体距离变化程度更为明显

放牧强度对华北农牧交错带典型草地土壤化学计量特征的短期影响

放牧是天然草地的主要利用方式之一,不同放牧强度可能通过影响家畜的选择性采食、凋落物输入和微生物的组成及结构等影响草地土壤化学计量特征。本研究通过在华北农牧交错带典型草地一个连续3年(2017—2019年)的生长季放牧试验,测定了土壤全碳(TC)、全氮(TN)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性氮(DN)含量,以及土壤微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),分析这些参数间的化学计量特征,研究放牧强度对该地区草地土壤计量化学特征的影响。结果表明:连续3年不同强度的放牧(1、2、4 sheep·0.2 hm~(-2))对土壤TC含量没有显著影响,2019年中度放牧显著降低了10～20 cm土层中TN含量,轻度、中度和重度放牧显著提高10～20 cm层土壤的C/N。连续3年不同强度的放牧对土壤DOC、DN含量以及DOC/DN均没有显著影响,而DOC和DN含量在2019年呈现出随放牧强度增加而减少的趋势,表明持续高强度的放牧可能会引起土壤可溶性养分减少。随着放牧年限的增长,轻度放牧显著增加了土壤MBC,重度放牧显著降低了土壤MBC,而土壤MBN及MBC/MBN在不同放牧强度下变化不显著