为研究喷嘴内部流道型线对射流流场的气体动特性参数的影响,根据可压缩流体轴对称N-S方程,利用RNG k-ε湍流模式和有限体积法,并采用四边形非结构网格,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟.对于轴对称等直径圆管喷嘴,进口处的流道型线对射流流道参数的分布有较大的影响;轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响射流出口附近的流动,对流动具有不同的阻滞效果.计算结果与实验吻合较好,若要获得较佳的外部流场参数,优化喷嘴内部流道设计十分重要.

某高速自由射流风洞是一座为满足当前大尺度模型、宽迎角范围、大试验空间等特殊要求而建设的一座下吹-引射式暂冲型风洞。与连续式风洞相比,自由射流风洞受冲击更大,尤其是在风洞试验舱内扩压器开口射流处,由于气流脉动频率与结构固有频率耦合所产生的振动对整个风洞的运行影响极大。文中采用数值计算方法,分别计算出试验工况下气流的脉动频率和扩压器的固有频率。分析研究二者的耦合情况,从目前工程领域振动控制的角度出发,提出五种削弱扩压器振动的方法。通过不同的方式来减少由气流脉动频率与结构频率耦合共振所带来的影响,从而降低整个风洞运行的风险性。

利用自由剪切湍流中的圆管射流所具有的流动特性，采用相位多普勒粒子分析仪对射流随轴向发展的最大速度进行了７次重复性测量试验，给出非侵入测量射流的势流区和湍流自模拟区的测量精度。文中还进行了热线与ＰＤＰＡ对射流最大速度随轴向衰减变化的测量试验，给出了ＰＤＰＡ与ＨＷ测量结果之间的关系曲线和公式。同时给出了侵入测量中探头对流场中当地速度的干扰影响量。