聂春生
- 作品数：28 被引量：56H指数：4
- 供职机构：北京临近空间飞行器系统工程研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术理学文化科学更多>>
- 一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法
- 本申请涉及平装探针评估的领域，具体公开了一种平装探针高温动态等离子体诊断精度的评估方法，通过理论计算和高焓风洞试验测试结果对平装探针直接用于高温动态流场等离子体浓度测试的精度进行定量评估，实现了静电探针与平装探针之间的检...
- 聂春生檀妹静杨光高扬周禹李瑾袁延荣陈敏尘军于明星陈燕扬张烨琛苏二龙陈轩孟举李潞宁杨凌霄
- 高焓风洞中等离子体激励流动控制试验被引量：2
- 2022年
- 采用等离子体流动控制改善飞行器气动性能是近年来流动控制领域研究的热点。基于爆轰驱动高焓激波风洞的高总温、高马赫数来流状态研究表面电弧放电技术对流场流动结构以及热流、压力等接触式测量方法的影响规律。结果表明:等离子体放电对双楔流动结构的影响可分为干扰激波产生以及原有激波的恢复阶段,其对流动结构的作用时间约为66.68μs;强放电对空间电势的影响导致其对热电偶以及压阻传感器等接触式方法的测量数据造成干扰,本文试验状态下的干扰时间约为200μs,远大于放电对于流动控制的作用时间;另外,采用低通滤波方法、噪声幅值以及噪声时域幅值的加权处理一定程度上可以对测量的干扰信号进行优化,并得到相对合理的试验数据,但该处理方法的正确性仍然需要更丰富的试验数据进行验证。
- 罗凯王永海汪球栗继伟李峥聂春生李铮
- 关键词：等离子体高超声速电弧放电
- 高超声速飞行器等离子体流场快速预测方法
- 本文针对高超声速强非线性的等离子体流场提出一种基于流场预处理的降阶模型。首先采用可压缩多组分化学反应流动求解器在设计空间内构建等离子体流场的数据库,随后将流场投影到对数空间后基于本征正交分解法建立流场降阶模型,最后耦合一...
- 张鲸超聂春生蔡晋生潘书城
- 关键词：本征正交分解法降解模型自适应采样
- 传感器局部温度差异对压缩拐角热流测量的影响被引量：2
- 2020年
- 针对高超声速飞行器在进行热流测量时存在的传感器与其周围热防护材料之间的热匹配性问题,即冷点效应问题,采用自主研发的计算程序研究了冷点效应对压缩拐角表面热流分布的影响,得到了在不同压缩拐角特征流动区域内冷点效应对其表面热流分布的影响机制。计算结果分析表明:冷点效应的存在会显著地提高冷点区域内的表面热流值;在压缩拐角的分离域内,冷点效应造成的热流增长幅度较大,在再附点附近,冷点效应造成的热流增长幅度较小。
- 师昆仑邱云龙陈伟芳聂春生曹占伟
- 关键词：高超声速
- 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：4
- 2022年
- 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。
- 聂春生杨光聂亮周禹赵良
- 基于POD方法的复杂外形飞行器热环境快速预测方法被引量：14
- 2017年
- 使用CFD数值方法获得三维热环境数据库,利用本征正交分解对CFD数据库进行降阶处理,结合相应的基系数插值方法,快速预测出未知状态下满足精度要求的表面热环境参数。以Hermes外形为研究对象,建立热环境数据库,使用本文提出的方法预测未知来流状态下模型表面热流,并和CFD结果进行对比。结果表明,该方法可大幅提高计算效率,不损失预测精度。分析了数据库包络性对重构精度的影响。实现了沿给定弹道的三维热环境快速预测。该方法能够反映真实的热流空间分布特征,快速获得精确的激波干扰区热流,有力地弥补了工程算法的不足。
- 聂春生黄建栋王迅李宇
- 关键词：高超声速流动气动热本征正交分解代理模型
- 纯碳/碳材料烧蚀对飞行器等离子体流场的影响被引量：1
- 2021年
- 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。
- 聂春生袁野周禹黄建栋陈轩张青青
- 关键词：烧蚀
- 碳纤维增强类复合材料烧蚀产物对等离子体流场特性影响的实验研究被引量：5
- 2020年
- 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并产生等离子体。为分析不同烧蚀条件下碳纤维增强类复合防热材料的烧蚀产物对下游流场特性的影响,利用高频等离子体风洞,采用高频感应加热方式对碳/碳和碳/碳化锆两种复合防热材料进行烧蚀并产生高速等离子体射流,在下游通过朗缪尔探针和平头柱塞量热计获得不同烧蚀状态下的流场电子数密度和驻点热流。研究结果表明:随着两种材料烧蚀率的增加,下游流场中的电子数密度和驻点热流逐渐降低,表明“黑障”风险和气动加热现象得到缓解;碳/碳化锆材料在降低下游流场的电离度和焓值方面优于碳/碳材料;随着材料前方来流焓值的增大,两种材料烧蚀造成的下游流场电离度和焓值的差异会在一定程度上缩小。
- 袁野王丽燕曹占伟聂春生聂亮马昊军
- 关键词：烧蚀等离子体流场特性
- 高焓流动中电子密度的静电探针测试技术研究
- 2016年
- 高焓激波风洞能够产生模拟高马赫数飞行条件的气流总温,是研究高温气体效应以及通讯中断问题的有效地面试验设备.本文在JF-10高焓激波风洞总焓16 MJ/kg、总温7900 K的高超声速试验气流状态下,采用能够获得足够空间分辨率且不影响流场结构的针状探针,发展了静电探针测试技术并对10°尖劈模型流场进行了电子密度测量.试验结果表明:研制的探针能够获得模型流场空间电子密度分布规律且具有较好的测量重复性;恒定偏压方法能够获得耦合流场参数的无量纲电子密度,而发展的新型高频扫描电路能有效降低扫描电路中的干扰噪音,提高测量的精度,获得定量电子密度值.
- 汪球黄建栋聂春生赵伟余西龙
- 关键词：激波风洞电子密度
- 主动引射气体参数对平板空气舵气动热影响
- 2022年
- 针对平板空气舵模型,在激波风洞马赫数为10、单位雷诺数为2.1×10^(6)/m的来流条件下,采用纹影和热流传感器进行了主动引射气体对高超声速流场调控和降热规律的试验研究。获得了不同马赫数和压力的主动引射气体条件下,流场的激波结构和模型表面热流通量。试验数据表明:在空气舵上游通过主动引射气体进行流场调控,能够降低平板和空气舵的干扰加热;引射气体马赫数为2时,降热效果达到45%,引射气体马赫数为4时,降热效果达到70%以上;随着引射气体马赫数和压力的增大,引射喷口下方的平板、舵尖、舵面和舵轴的降热效果越好,热流降低幅值和区域均会增大;可以通过提高引射气体的压力,在较低的引射气体马赫数下达到与高马赫数引射气体相同的流场控制效果;主动引射气体对边界层流态和厚度的改变是决定平板空气舵降热效果的主控因素;高超声速流场中,较低马赫数的引射气体就能够改变下游的流态,但只有较高马赫数或较高压力的引射气体,才能对下游产生较好的降热效果;从气体流量需求的角度出发,建议采用“高马赫数、低压力”的引射出口参数进行引射系统设计。
- 聂春生袁野马伟曹占伟于明星
- 关键词：平板空气舵气动热高超声速
