用于研究高热力学下非平衡去激发过程的实验配置
流体动力学
2025-01-17 v2
摘要
本文介绍了一种实验配置，称为Prandtl-Meyer 加 duct 装置（PMD），旨在研究发生非平衡去激发的高热力学下辐射流。Wilson 提出的原始设计在没有现代计算流体动力学（CFD）支持的情况下，难以生成足够大的无扰区或实现中心线均匀流，故需进一步优化。因此，实施了显著修改以提升PMD性能， resulting in an expanded undisturbed zone and a uniform centerline flow that facilitate the measurements of nonequilibrium de-excitation。我们引入一种通用设计方法，将理论分析与数值模拟相结合，以满足不同研究目标的流动条件。该方法涉及冲击管条件、PMD配置以及有效测量区的考虑。冲击管条件与气动剖面几何之间的相互作用产生多样化的去激发模式。冲击管测试时间、过渡起始位置及辐射强度决定有效测量区。以N2为测试气体的实例演示了该方法，实现了中心线的二维流动，具备热力学非平衡和化学冻结特征，验证了方法的有效性。在该条件下获得了200 mm的有效测量区，但在高热力学条件下，由于高冲击速度和低充填压力，主要限制因素为冲击管测试时间。
引用
@article{arxiv.2409.17772,
title = {An Experimental Configuration to Study High-Enthalpy Radiating Flows Under Nonequilibrium De-excitation},
author = {Zhuo Liu and Tiantian Chen and Jiaao Hao and Chih-yung Wen and Qiu Wang and Sangdi Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.17772},
year = {2025}
}