基于粗糙元与微射流组合流动控制的降热减阻系统及应用

    公开(公告)号:CN117508560A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311637362.7

    申请日:2023-12-01

    IPC分类号: B64C1/38 B64C30/00

    摘要: 本发明公开了一种基于粗糙元与微射流组合流动控制的降热减阻系统及应用。该系统包括耐高温蒙皮、粗糙元阵列、微孔阵列、气路接口、供气管路、储气罐、电磁减压阀、温度传感器、压力传感器和控制器。粗糙元阵列布置在耐高温蒙皮表面,通过调控边界层流动结构能够实现高效减阻,当粗糙元阵列受高温高速来流持续冲刷影响温度升高至接近安全运行温度上限时,开启微射流系统使微孔阵列产生大量微射流,一方面能够通过调控边界层流动结构实现降热减阻,另一方面能够在近壁面形成一层低温气膜保护粗糙元阵列。本发明同时解决了粗糙元技术的热失效问题和微射流技术的冷却工质消耗量问题,能够实现低成本高可靠度的降热减阻效果,具有良好的工程应用前景。

    防隔热-承载-主动冷却一体化热防护结构及其应用方法

    公开(公告)号:CN117755474A

    公开(公告)日:2024-03-26

    申请号:CN202311242757.7

    申请日:2023-09-25

    申请人: 浣江实验室

    摘要: 本发明公开了一种防隔热‑承载‑主动冷却一体化热防护结构及其应用方法。该结构包括内面板、承载腹板、隔热材料和外面板。内面板内部包含冷却剂输送通道,当飞行器热环境恶化时能够及时将冷却剂泵送到热防护结构的各区域进行对流冷却,当热环境进一步恶化时,可通过调节输送通道的运行压力使得部分冷却剂分流进入位于承载腹板中的换热通道,冷却剂换热后形成的蒸汽经过外面板内部的多孔结构进入外部流场,通过隔绝外界高温气体实现主动降热。针对飞行器表面热流沿程递减特点,在输送通道内布置了节流阀以局部节流的形式提高上游分流流量实现了气动热分布与冷却剂流量的匹配。本发明具有防热、承载综合能力突出且冷却剂消耗量少等显著优势。

    一种高超声速双锥类乘波滑翔飞行器及气动外形设计方法

    公开(公告)号:CN113378298B

    公开(公告)日:2022-07-08

    申请号:CN202110667555.1

    申请日:2021-06-16

    申请人: 浙江大学

    摘要: 本发明公开了一种高超声速双锥类乘波滑翔飞行器及气动外形设计方法。气动外形包括双锥上下表面、双锥轮廓、上下机体之间的圆角过渡以及控制舵的布置。双锥的上下表面型线为CST曲线、指数函数的叠加,双锥轮廓线为指数函数,上下表面型线间的圆角曲线为圆的标准方程的变换,舵面型线为CST曲线、圆的标准方程与一次函数的叠加。本发明设计方法得到的气动外形具备真实飞行器气动布局典型特征,适合在临近空间以高马赫数进行飞行,控制舵可收缩在双锥内,需要时弹出,增大在高空极高速飞行下的稳定性。整个气动外形可完全用数学表达式解析描述,能够根据设计要求方便快捷地变换飞行器外形,满足飞行器优化设计对气动外形的迭代需求。

    基于压电式合成射流技术的微流体混合器及其混合方法

    公开(公告)号:CN113289529A

    公开(公告)日:2021-08-24

    申请号:CN202110503153.8

    申请日:2021-05-10

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B01F13/00

    摘要: 本发明公开了一种基于压电式合成射流技术的微流体混合器及其混合方法。该混合器从下到上依次包括基板、盖板、压电振子三部分;基板依次设有进样口、混合通道、出样口;混合通道两侧分别设有合成射流激励器;合成射流激励器包括合成射流腔体和合成射流喷口,合成射流喷口和混合通道相连,合成射流腔体由基板的凹槽、盖板的通孔和压电振子组成。当向压电振子施加交流电压时,压电振子的伸缩将带动混合通道两侧腔体体积出现周期性变化,从而在合成射流喷口处交替形成吹、吸射流。与现有技术相比,本发明具有结构紧凑、加工性好、强化混合效果好、可调节能力强、易于集成等显著优势。

    可改变来流状态的双流体喷流装置

    公开(公告)号:CN108181077B

    公开(公告)日:2020-01-21

    申请号:CN201711345840.1

    申请日:2017-12-15

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G01M9/04

    摘要: 本发明公开了一种可改变来流状态的双流体喷流装置,用于置于风洞内,包括支撑体和支撑连接于支撑体上方的喷流结构,支撑体设置有气体接头、与气体接头连通的气流通道;喷流结构内部形成有与气流通道连通的主气体稳定腔,主气体稳定腔后依序连接喷流收缩部、喷流喉部和喷流扩张部;喷流结构内部还形成有与主气体稳定腔相互隔离的扰动腔,扰动腔连接有用于供入扰动气源的进气管,扰动腔的其中一个壁板贯穿设置有连通扰动腔与外界的扰动通道,扰动通道用于供扰动腔中气体喷出与风洞喷管喷出的主流来流混合。本发明不但可实现双喷管剪切流动,还可改变风洞喷管来流的状态,满足更多种情况的实验需求,节省投资、无需更换风洞设备。

    一种基于简化三方程转捩模型的高超声速转捩预测方法

    公开(公告)号:CN109033525A

    公开(公告)日:2018-12-18

    申请号:CN201810678870.2

    申请日:2018-06-27

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G06F17/50

    CPC分类号: G06F17/5018

    摘要: 本发明公开了一种基于简化三方程转捩模型的高超声速转捩预测方法。该方法在γ‑Reθt转捩模型的基础上,通过引入当地化的压力梯度参数构建了新的转捩经验判定关系式,成功去掉了转捩动量厚度雷诺数Reθt的输运方程。在此基础上,通过耦合湍流/转捩模型可压缩修正方法实现了高超声速边界层流动转捩的模拟预测。本发明提出的高超声速转捩预测方法相比γ‑Reθt转捩模型,具有更为简单的转捩经验判定关系式,计算量有所下降,并且能够准确预测高超声速边界层转捩起始位置、转捩区域长度以及物面的热流和摩阻系数。

    实现双流体混合扰动的超声速喷流装置

    公开(公告)号:CN108152000A

    公开(公告)日:2018-06-12

    申请号:CN201711345872.1

    申请日:2017-12-15

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G01M9/04

    摘要: 本发明公开了一种实现双流体混合扰动的超声速喷流装置,用于置于风洞内,包括支撑体和设置于所述支撑体上方的喷流结构,支撑体外部设有气体接头,内部设有与气体接头连通的气流通道,支撑体上设有用于与支撑装置连接固定的固定部;喷流结构的内部设有与气流通道连通的气体稳定腔、位于气体稳定腔之后的喷管,喷管包括依序衔接的收缩部、喉部、扩张部,扩张部的出口呈方形,喷流结构还包括位于气体稳定腔前端、用于正对风洞喷管的出口的尖劈前体,尖劈前体的尖锐端位于超声速喷流装置的最前端。本发明用于风洞实验时尖劈前体正对风洞喷管的出口,可避免来流出现正激波,确保来流压力准确,以提高实验的准确性。

    一种基于广义流体力学非线性本构方程的耦合求解方法

    公开(公告)号:CN108108332A

    公开(公告)日:2018-06-01

    申请号:CN201810078517.0

    申请日:2018-01-26

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: G06F17/12 G06F17/50

    摘要: 本发明公开了一种基于广义流体力学非线性本构方程的耦合求解方法。该方法包括守恒方程求解与非线性本构关系耦合求解两个步骤,其中在非线性本构关系求解步中引进Rayleigh‑Onsager耗散函数将非线性代数方程组缩并成一个关于耗散函数R的方程,并采用迭代方法求解得到的标量方程,最终得到对应的应力、热流与附加体积应力(双原子气体)。本发明提出的耦合求解方法能够有效的克服传统解耦方法求解过程中出现流场非物理解与不稳定的缺陷,获得准确、稳定的连续流与过渡流数值计算结果。

    热驱动的MEMS被动式振动强化传热装置及传热方法

    公开(公告)号:CN105823370A

    公开(公告)日:2016-08-03

    申请号:CN201610199362.7

    申请日:2016-04-02

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: F28F13/02

    CPC分类号: F28F13/02

    摘要: 本发明公开了一种热驱动的MEMS被动式振动强化传热装置及传热方法。传热装置包括锚点、梳齿状骨架、功能材料夹层、位移放大结构、位移转换结构、扰流器;锚点固定在热源面上;驱动部分包括梳齿状骨架和填充在各个梳齿之间的功能材料夹层,其前端连接着锚点;位移放大结构的前端连着驱动结构的底部;V型的位移转换结构两侧连接着左右两个对称设置的位移放大结构的末端;位移转换结构的底部连接着扰流器。本发明不需要人为地开关控制,也不需要额外的能量输入,仅利用热源中的废热实现驱动,实现自适应散热,并且结构工艺性好,响应速度快,可以为解决高热流密度器件的散热问题提供一条新的路径。

    一种新型控制纳卫星的分离机构装置及其分离方法

    公开(公告)号:CN103010489A

    公开(公告)日:2013-04-03

    申请号:CN201210573701.5

    申请日:2012-12-26

    申请人: 浙江大学

    IPC分类号: B64G1/64

    摘要: 本发明公开了一种新型控制纳卫星的分离机构装置及其分离方法。分离机构采用完全开放式的结构,分离机构的底板与火箭平台相连,在星体固定时,星体通过推杆压缩弹簧,采用钛杆拉紧固定星体,分离时火工品切断钛杆,压缩弹簧弹力释放,推动推杆作用在星体上,实现分离机构与卫星的分离。本发明保证了在到达预定轨道时,卫星能够以正常的速度从分离机构分离,适合于各种形状的纳卫星分离,并且减轻了卫星分离机构的重量,使得卫星与分离机构的安装更加便捷可靠,确保了星体与分离机构的安全性。