溢流液膜厚度测量方法及冷却机理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11602275
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0903.空气动力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the development of hypersonic vehicle, aerodynamic layout with high lift-drag ratio has been the mainstream in order to meet the aerodynamic force needs, leading to thermal protection become a bottleneck limiting aircraft design. For traditional passive and semi passive cooling method can’t meet the demand of thermal protection, active cooling technique should be combined to improve protection ability. The cooling mechanism of overflow liquid film cooling is similar with transpiration cooling. But the liquid film is formed with the effect of aerodynamic friction. It will lower the requirement of materials strength and difficulty of the cooling fluid pumping system, and has more engineering application prospects. The process of overflow liquid film cooling is accompanied with complicated heat and mass transmission. As a basic parameter, it is very important to research how to measure the film thickness. It helps to reveal the liquid film forming conditions, promote the film cooling mechanism research and evaluate cooling performance reasonably. This study will develop a liquid film thickness measuring method based on the conductance principle. With the liquid film thickness, the coolant transfer and evaporation process characteristics will be confirmed. Combine with the heat flow and flow field parameters, we will carry out research about liquid film forming conditions and cooling mechanism and provide a new method for hypersonic flight vehicle thermal protection.
随着高超声速飞行器的发展,为满足气动力需求高升阻比气动布局成为主流,进而导致气动热防护成为限制飞行器发展的瓶颈。传统的被动与半被动冷却方法不能满足热防护需求,需要结合主动冷却提高防护能力。溢流液膜主动冷却通过绕流气体表面摩阻作用实现液膜的展布,其冷却机理与发汗冷却相似。然而这种方法大幅降低了对材料强度的要求以及冷却液泵送系统的难度,更具有工程应用前景。溢流液膜冷却过程伴随着复杂的传质、传热现象,厚度作为最基本的特征参数,开展其测量方法的研究有助于揭示液膜形成条件,促进液膜冷却机理研究,合理评价冷却性能。因此对高超声速气流中几十到几百微米量级液膜厚度进行精确测量至关重要。本研究拟采用电导法的基本原理,发展液膜厚度测量方法,在此基础上获得冷却液传质、蒸发过程的特性,进而结合表面热流、风洞流场参数,研究溢流液膜形成条件及防热规律,为高超声速飞行器热防护提供一种新方法。

结项摘要

高超声速溢流冷却是一种新型的飞行器热防护技术,液膜厚度作为最基本的参数,对研究液膜形成条件、冷却机理及冷却性能评估等方面具有重要的意义。本项目研究内容为:1)提出利用电导法测量高超声速溢流液膜厚度。2)结合电磁学基本理论,对电导探头的数值仿真方法进行了研究,确定了电导探头的设计规则。3)研制了液膜厚度测量系统及附属的探头标定系统、冷却液注入系统、时序控制等实验系统,综合利用液膜厚度测量装置、纹影仪、热流测量技术、高速摄影、数字图像处理及时序控制技术,搭建了溢流冷却风洞实验平台。4)在高超声速条件下,开展了典型外形模型的溢流冷却实验,测量得到了液膜厚度变化历程,验证了电导法测量溢流液膜厚度的可行性。结合液膜流动图像和热流数据,验证了溢流冷却应用于高超声速飞行器热防护的可行性,并对溢流液膜流动特性、液膜对飞行器流场结构的影响及液膜流动影响因素进行了详细研究。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(5)
高超声速条件下溢流液膜厚度测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科学.技术科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苑朝凯;李进平;陈宏;姜宗林;俞鸿儒
  • 通讯作者:
    俞鸿儒
Experimental investigation of liquid film cooling in hypersonic flow
高超声速流液膜冷却实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    PHYSICS OF FLUIDS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yuan CK;Li JP;Jiang ZL;Yu HR
  • 通讯作者:
    Yu HR
Spectral measurements of hypervelocity flow in an expansion tunnel
扩建隧道中超高速流的光谱测量
  • DOI:
    10.1007/s10409-018-0806-8
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Acta Mechanica Sinica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Yuan C K;Zhou K;Liu Y F;Hu Z M;Jiang Z L
  • 通讯作者:
    Jiang Z L
高超声速溢流冷却实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苑朝凯;李进平;陈宏;姜宗林;俞鸿儒
  • 通讯作者:
    俞鸿儒

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其他文献

JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究
  • DOI:
    10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    气体物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘云峰;汪运鹏;苑朝凯;罗长童;姜宗林
  • 通讯作者:
    姜宗林
长试验时间激波风洞测力技术研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪运鹏;刘云峰;苑朝凯;罗长童;王春;胡宗民;韩桂来;赵伟;姜宗林
  • 通讯作者:
    姜宗林
高超声速溢流冷却实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苑朝凯;李进平;陈宏;姜宗林;俞鸿儒
  • 通讯作者:
    俞鸿儒
高超声速条件下溢流液膜厚度测量方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国科学:技术科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苑朝凯;李进平;陈宏;姜宗林;俞鸿儒
  • 通讯作者:
    俞鸿儒
JF12长实验时间激波风洞10°尖锥气动力实验研究
  • DOI:
    10.19527/j.cnki.2096-1642.2017.02.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    气体物理
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  • 作者:
    刘云峰;汪运鹏;苑朝凯;罗长童;姜宗林
  • 通讯作者:
    姜宗林

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高超声速辐射条件下热流密度场测量技术研究
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    2022
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    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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