0 引言

当前防空反导武器面临宽空域、大速域和大机动能力需求。侧向喷流直接力控制技术具有响应速度快、使用灵活和受空域与速域限制小等优点,其与气动舵面耦合的直接力/气动力复合控制技术是解决以上问题的一种有效途径。

当飞行器采用直接侧向力控制时,侧喷喷流和高速来流发生相互作用,在喷口周围及其上、下游流场形成复杂的分离和再附、激波/激波干扰、剪切层及其相互作用所产生的更为复杂的涡系和波系[1-3]。而当飞行器采用侧喷直接力进行控制时,不同种类的流场耦合干扰使作用在飞行器上的气动载荷发生变化,产生附加干扰量。这种耦合干扰与来流参数、喷流参数及飞行器外形参数密切相关,具有很强的非线性及不确定性,严重影响导弹控制系统的精度及其响应速度,是影响反导武器系统研制的瓶颈技术之一。

国内外采用理论分析、数值模拟与风洞实验手段开展了大量的侧向喷流干扰特性的基础研究及应用[4-14],涉及内容广泛。由于飞行器外形的多样性以及RCS喷流的功用(姿控、轨控)、应用空域与速域范围等不同,在干扰流动机理及工程应用层面仍然存在很多问题需要深入探讨。

本文拟在前人研究基础上，进一步优化寻找一种简单、快捷、回收率好，能同时测定动畜肉中甲硝唑(Metronidazole，MNZ)、地美硝唑(Dimetridazole，DMZ)、洛硝哒唑(Ronidazole)、羟甲基甲硝咪唑(HMMNI)和羟基甲硝唑(MNZOH)的高效液相串联质谱法检测方法[16～18]。

文中参考BMDO系列直接力控制拦截弹[14],针对4片对称分布的尾舵的外形,完成了不同来流条件下的侧向喷流干扰流场模拟,获得了典型条件下详细的空间和表面的流动特性,描述了侧向喷流流动和表面压力分布的特点,分析了空间及表面流动结构、力/力矩增益系数随飞行高度、马赫数、攻角的变化规律。研究结果可为总体与控制系统设计提供参考。

1 数值模拟方法

对于迎风面干扰流场,随着攻角增加,弓形激波逐渐远离弹体,喷流对弹体和尾舵的干扰区范围显著减少,弓形激波前的分离区大小呈现先增加再减小的趋势。且在α=-20°、-10°时喷流对尾舵产生了很强的干扰。

1.1 离散方法

应用多区对接结构网格技术,采用完全气体三维可压缩雷诺平均Navier-Stokes方程为控制方程,通过有限体积方法进行离散。对流项离散选择二阶精度Roe格式[18],粘性项离散采用中心差分格式,时间项离散使用LU-SGS隐式方法[19],采用局部时间步长加速收敛,湍流模型采用一方程S-A湍流模型[20]。

1.2 边界条件

1)入流边界条件:给定来流的马赫数Ma∞和攻角α,根据飞行高度H确定来流的静压P∞及静温T∞;

对食品产业来说，食品品质起着至关重要的作用，它会直接影响其市场份额。提升果品品质，才会使市场化率得到提升，取得理想的经济效益，从而使其产业规模得到发展，这是一个必然的过程。在品种方面则可以尝试创新，引进培育适应当地发展与大众需求的新品种，而对已有品种，也要在遵循科学规律的基础上，慢慢完成品种改良。这是一个漫长而复杂的过程，不宜操之过急，先做到量变，再达到质变，做到每一块的品质都能够得到提升，逐渐扩大规模并最终形成完整的产业链[5]。

此外，科学家还通过海拉细胞研究艾滋病、疱疹、寨卡、麻疹、腮腺炎等病毒，据医学及生物学数据库PubMed显示，截至2009年，与海拉细胞有关的论文数超过了60000份。如果没有海拉细胞，医学发展水平会因此迟缓不少。

超声速来流流经弹体头部形成头激波,弹身喷流与来流干扰形成喷流弓形激波,由于喷流弓形激波前产生逆压梯度,导致流场存在分离,形成分离激波,并存在复杂的分离激波/弓形激波、头激波/弓形激波等相互干扰,这些复杂激波系结构将导致弹体及舵上压力分布发生变化,影响导弹的整体气动特性和喷流控制效率。

3)出流边界条件:出口为超声速时下游流场不影响上游流场,将所有参数数值外推;

感恩意识可以提示我们相互依存。如果你有一颗感恩的心，你会乐于帮助别人。因此，感恩的心就像一块磁铁。我们不仅会吸引更多值得感激的东西，还会吸引其他人的感激。

图1中还给出了从尾部向头部观看时,舵与弹体的相对位置,并给出了周向角θ的定义。

计算网格采用结构网格,并应用分块对接技术,在舵、喷管附近等处对生成的网格进行优化调整,生成用于计算的网格数约为688万,整体网格结构示意及喷口附近网格见图2、图3。

2 计算模型及参数

2.1 计算模型及网格

借鉴文献[14]的导弹喷流干扰外形,去掉边条翼、舵面后掠角改为64°,并保证其它几何参数及相对位置关系,设计了一套由弹体、舵构成的计算模型,如图1所示,模型长细比L/D=14.5,头部为长2D正切尖拱形,头部导圆0.025D,在模型靠近中部安装喷管,喷管出口中心与头部理论尖点距离6D,喷口直径0.22D。参考面积选取弹体圆柱段截面积,参考长度选取弹体总长度,力矩参考点选取在头部理论尖点,X轴沿弹体纵轴向后,Y轴垂直向上,Z轴垂直于XOY平面(X、Y、Z满足右手定则)。

4)喷流边界条件:不带喷管计算,在出口处使用喷流参数。

图1 计算模型

5)对称边界条件:当求解的区域存在镜像的对称面时,在对称面上法向速度为零,所有变量的法向梯度为零。

式中：Fi_jeton、Fi_jetoff分别表示i向气动分量的有喷值(包含喷流产生的推力/力矩)、无喷值；Ti表示喷流在i向产生的推力/力矩分量值；i代表x、y、z、Mx、My、Mz。如Ky代表法向力增益系数,KMz代表俯仰力矩增益系数。

图2 整体网格结构

图3 喷口网格

2.2 计算参数

计算采用的来流参数及喷流参数如表1、表2所示,Re/m×10-6=2.49～31.4。计算中为导弹侧向喷流工作的工况,飞行高度0 km和20 km对应的压力比P0j/P∞分别为136.76、2 506.06,Pj/P∞分别为4.45、81.64。喷流出口处为超声速。

表1 来流参数

来流参数参数值马赫数Ma∞1.5,2,3,4攻角α/(°)-20,-10,0,10,20高度H/km0,20

表2 喷流参数

喷流参数参数值喷流总压P0j/MPa13.86喷流总温T0j/K293.15喷流出口马赫数Maj2.881

3 计算结果及讨论

3.1 典型导弹侧向喷流干扰流场特征

图4给出了Ma∞=4、H=20 km、α=0°条件下,导弹侧向喷流工作时壁面及纵向对称平面上的等压力云图,显示了干扰流场的空间结构特征。

图4 典型流场结构

2)物面边界条件:物面边界条件按无滑移绝热壁面边界条件处理;

图5给出了导弹侧向喷流工作、Ma∞=4.0、H=20 km、α=-10°条件下θ=0°、θ=180°子午线上有、无喷流时的压力分布对比(θ的定义见图1)。从图中可以看出,有喷与无喷时的沿弹体压力分布在迎风侧(θ=0°)存在一定差别,这说明在迎风侧,喷流对弹体和舵产生了较强的干扰。但有喷与无喷时的沿弹体压力分布在背风侧(θ=180°)也存在差别,但相较迎风侧整体较小,即对无喷侧的弹体、舵的干扰效应较小。

图5 子午线压力分布

3.2 马赫数对喷流干扰流场的影响

图6给出了导弹侧向喷流工作、H=20 km、α=-20°时不同马赫数条件下壁面及对称面等压力云图。图7给出了导弹侧向喷流工作、H=20 km、α=-20°不同马赫数条件下表面有、无喷压力差值分布云图。从图6中可以看出,随着马赫数的增加,由于来流动压增加,喷流弓形激波和头部激波逐渐靠近弹体。Ma∞=1.5时喷流对喷口附近至模型尾部的大范围区域产生干扰。但随着马赫数增加,喷流干扰的空间和表面范围逐步减小。另一方面,在迎风面,随着马赫数增加,喷流对表面压力的影响程度(Pjeton-Pjetoff)/P∞增加,弹体表面有、无喷压力差(Pjeton-Pjetoff)/P∞<0的区域逐步增加,从喷口附近沿流向逐渐扩散至弹尾;在背风面,随着马赫数增加,由于激波范围收缩,背风区的压力差(Pjeton-Pjetoff)/P∞<0区域逐步缩小。

图6 不同马赫数计算得到的等压力云图(H=20 km,α=-20°)

图7 不同马赫数计算得到的有喷与无喷压力差值分布(H=20 km,α=-20°)

3.3 飞行高度对喷流干扰流场的影响

图8给出了导弹侧向喷流工作、Ma∞=4、α=-10°、H=0 km和H=20 km条件下壁面及对称面等压力云图。由于H=20 km喷流压力比大于H=0 km,喷流穿透能力增强,弓形激波的高度和强度以及对上下游流场干扰范围和强度都将明显增加。

图8 不同高度计算得到的等压力云图(Ma∞=4、α=-10°)

为了更清晰的显示喷流对弹体、尾舵迎风面和背风面影响程度,图9给出了Ma∞=4、α=-10°、H=0 km和H=20 km,迎风面及背风面有、无喷表面压力差值(Pjeton-Pjetoff)/P∞分布云图。从图中可以看出在迎风面,喷流主要干扰范围集中在喷口附近、尾舵及后方弹体,H=20 km条件下喷流对弹体和尾舵干扰明显强于H=0 km条件。在背风面,喷流对弹身和尾舵的干扰明显弱于迎风侧。

西葫芦白粉病是由二孢白粉菌和单丝壳菌侵染引起的真菌病害。病菌以菌丝体、分生孢子在棚室内栽植的瓜上继续为害过冬。越冬后的闭囊壳于次年气温达到20-25℃时释放子囊孢子，或由菌丝上产生分生孢子，借气流、雨水传播引起初侵染。栽培环境湿度大，且温度为20-25℃条件下，白粉病易流行，常常是在高温高湿干旱交替出现，加之植株长势弱时，发病较重。田间湿度过大、偏施氮肥、大水漫灌、植株徒长、生长过密、通风透光不良等均能诱发该病，棚室保护地由于温湿度适宜，极易发病，较露地发病早而严重。

图9 不同高度计算得到的有喷与无喷压力差云图(Ma∞=4、α=-10°)

Ma∞=1.5、2、3,H=0 km和H=20 km,α=-10°条件下计算结果表明,壁面及对称面等压力云图、迎风面及背风面有无喷表面压力差值(Pjeton-Pjetoff)/P∞分布云图,与Ma∞=4相比,空间和表面流动特性随高度变化趋势一致。

3.4 攻角对喷流干扰流场的影响

图10给出了导弹侧向喷流工作、Ma∞=4、H=20 km时不同攻角条件下壁面及对称面等压力云图。

图10 不同攻角条件下,计算得到的等压力云图(H=20 km,Ma∞=4)

文中采用“直接侧向力气动分析仿真软件”开展数值模拟,该软件已得到了大量含喷流干扰风洞试验结果验证,见文献[15-17]。

图11 不同攻角条件下,计算得到的有喷与无喷压力差云图(H=20 km,Ma∞=4)

图11又给出了导弹侧向喷流工作、Ma∞=4、H=20 km不同攻角条件下有、无喷压力差值(Pjeton-Pjetoff)/P∞分布云图,可以看出随攻角增加,在迎风面,喷流干扰影响的强度逐渐减小,大负攻角(攻角较小)时,干扰使迎风面从喷口附近到弹尾都存在较大的负增量(Pjeton-Pjetoff)/P∞<0。随着攻角增加,迎风面表面负增量(Pjeton-Pjetoff)/P∞<0的区域逐渐缩小。此外,随着攻角增大,舵面的负增量区域(Pjeton-Pjetoff)/P∞<0也逐渐缩小。而在背风面,喷流干扰整体较弱,但由于喷流干扰包裹效应的存在,在喷口附近一直存在干扰。

在理想状态下依据表1的计算方式分析可知，情况1～5至少完成1次全程，单位蚂蚁信息素的迹浓度叠加，且返程信息量至少增加1倍．情况6返程局部信息素的迹浓度叠加（FS1-TP），TP-D段遭遇挫折或伤害导致信息素的浓度没有增加，对于后续蚂蚁（组团）的探寻收益逐渐减小．情况3信息素的迹浓度意外增加，为正反馈过程；情况6信息素的迹浓度意外减少，为负反馈过程．如果考虑信息素的迹挥发及其他不确定性，信息量价值优渥于信息素的迹浓度．就理想状态而言，定性条件下情况2为最佳选择模式．反馈过程中的折损会在后续蚂蚁接下来的觅食过程中造成影响，情况6出现的遭遇挫折或伤害问题最值得深思和探讨．

3.5 喷流增益系数随不同飞行参数的变化特性

喷流对气动特性的影响一般采用力和力矩增益系数的形式表征,定义见式(1):

这两句话是关于两组实验结果的对比结论，通过重复动作的实施对象：their partners，达到强调的效果，也有效地将两句话之间的对比关系凸显出来。动物学是一门主要以实践和研究为主的学科，在叙述实验过程和结果时，常要重复使用实验中的实验对象，条件等相关词汇，用以表示强调。因此，在动物学英语语篇中经常会大量使用重复的词汇衔接手段来突出主题。

(1)

如图1所示，在GPR测量过程中，雷达信号通过多种方式到达接收天线并被捕获，通过提取其中部分雷达信号并确定其传播速度即可计算上层土壤的介电常数ε1。本文主要考虑地面直达波和反射波部分。

图12 增益系数Ky、KMz随攻角的变化

图12和图13分别给出了导弹侧向喷流工作时,增益系数随攻角和马赫数的变化规律,从图中可以看出:

1)不同马赫数条件下,Ky和KMz随攻角的变化规律不一致,当H=0 km,Ma∞=1.5、2 时,随攻角增加,增益系数先增大后减小。在Ma∞=3、4 时,随攻角增加,增益系数一直增大。而当H=20 km时,除了Ma∞=4的状态,其余状态随攻角增加,增益系数逐渐增加,但变化幅度很小。

2)不同攻角条件下,Ky和KMz随马赫数的变化规律不一致,随攻角增加,增益系数随Ma数变化趋势由随Ma增加而减小变为随Ma先减小后增加,且飞行高度越低,Ky和KMz随马赫数的变化幅度越大;

3)喷流增益系数在大负攻角、低飞行高度、高马赫数条件下,增益系数会出现负值,产生不利干扰。例如,H=0 km、Ma∞=3、4下,当攻角为-20°时,Ky最小可达-0.43,KMz最小可达-1.54。这也说明了,虽然3.3节表明低飞新高度干扰强度(Pjeton-Pjetoff)/P∞相较高飞行高度小,但由于来流静压差别明显,(Pjeton-Pjetoff)反而相较高飞行高度大,从而造成有量纲的干扰量大。

第二，利用赫芬达尔指数、地理集中指数分析全国31个省市自治区亲子游网络关注度的空间集聚程度，结果显示，全国的亲子游网络关注较为分散，没有集中在一个或几个地区；全国31个省市自治区亲子游网络关注度的空间演化特征明显，网络关注度总体集中在东部地区，且不断聚集在东部沿海地区，北京市居民对亲子游活动关注度最高。可以看出，东部地区旅游需求最为强烈，所以开发亲子游产品时也应注意地域相关性。

图13 增益系数Ky、KMz随马赫数的变化

4 结论

文中数值模拟了不同条件下导弹侧向喷流干扰流场,得到了典型干扰流场的结构特性,并分析了飞行马赫数、高度、攻角对喷流气动干扰特性的影响,得出以下结论:

1)导弹侧向喷流与来流干扰,形成包含喷流弓形激波、分离激波、三叉点、多类激波/激波干扰、激波/边界层干扰等复杂流场;

2)导弹侧向喷流干扰改变了弹体和舵上的载荷分布,不同飞行条件下的干扰范围和强度不同;

3)喷流对气动特性的影响在不同飞行参数条件呈现非线性变化特性,尤其在低飞行高度条件更为明显;

(2)纸浆洗涤过程t时刻的状态量为s(t)=[s1(t), s2(t)]。其中，s1(t)为洗后浆残碱，s2(t)为黑液波美度。

4)喷流增益系数在高马赫数、低飞行高度、负攻角条件下会出现较大负值,呈现严重不利干扰。

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