应用于低温流体两相流测量的修正电容层析成像线性反演算法

针对低温流体液、气两相的介电特性,通过向传统的电容-介电分布函数关系的线性近似方程中引入修正偏量,得到了修正的电容层析成像线性反演算法。以8电极电容层析成像传感器作为几何模型,对液氧-氧气管内两相流进行了模拟,对比了4种不同流型下原始线性算法、修正的线性算法及以全变分1范数正则化为代表的非线性算法的反演结果。采用相关性系数及图像误差定量衡量了反演结果的质量,结果表明,修正线性反演算法显著提升了反演结果的质量,全变分1范数正则化的求解耗时是修正线性算法的10倍以上。当赋以3%测量噪声时,非线性算法表现出对噪声极强的敏感性,修正线性算法具备更好的抗噪能力和反演结果准确性。     

应用于低温流体两相流测量的修正电容层析成像线性反演算法

针对低温流体液、气两相的介电特性,通过向传统的电容-介电分布函数关系的线性近似方程中引入修正偏量,得到了修正的电容层析成像线性反演算法。以8电极电容层析成像传感器作为几何模型,对液氧-氧气管内两相流进行了模拟,对比了4种不同流型下原始线性算法、修正的线性算法及以全变分1范数正则化为代表的非线性算法的反演结果。采用相关性系数及图像误差定量衡量了反演结果的质量,结果表明,修正线性反演算法显著提升了反演结果的质量,全变分1范数正则化的求解耗时是修正线性算法的10倍以上。当赋以3%测量噪声时,非线性算法表现出对噪声极强的敏感性,修正线性算法具备更好的抗噪能力和反演结果准确性。     

液氮汽蚀实验中低温热电偶的标定及误差分析

提出并验证了一种方便、快捷的获得77—90 K之间稳定温度点的方法,并基于该方法对应用于液氮汽蚀实验中温度测量的热电偶进行了标定。对标定后热电偶的测温结果进行了详细的不确定度分析,该分析方法旨在结合标定与使用时的各种条件对测量结果的影响,得出应用该热电偶进行每一次测温时所得结果的综合不确定度。分析结果表明,该方法标定所得的热电偶具有良好的测温精度,满足液氮汽蚀实验的测温需求;Keithley2700在测量热电势时的量程误差分量是对标定热电偶测温精度影响最大的部分。     

三维液氮空化的大涡模拟和机理

以三维扭曲翼型（Twist-11N）为研究对象,基于大涡（LES）湍流模型开展了三维液氮空化的数值模拟。通过压力波动曲线得到了液氮空化的空泡脱落周期,观察周期内空泡脱落的过程,与常温空化的数值模拟结果对比,得出了低温空化具有脱落更彻底、过程更复杂的特性。从压力分布和气相云图观察到了三维模拟特有的尾部回射流和侧面射流,分析了三维空化不同于二维的独特性。从涡旋角度分析了空泡脱落与流场的关系,认为空化的发生首先导致了流场的不稳定和涡旋的产生,而涡旋的发展造成了流场边界层分离和空泡的脱落。     

基于电容层析的LN2-VN2两相流成像经典算法比较研究

针对低温流体液气介电常数接近1的特点,基于八电极电容层析成像(ECT)传感器,通过定量对比图像误差和相关性系数,系统分析了线性反投影算法、Tikhonov正则化算法、Landweber迭代算法、迭代Tikhonov正则化算法、代数重建技术和同步代数重建技术等传统用于室温流体的线性算法,用于LN₂-VN₂两相流的反演图像精度,并指出了各算法优缺点。通过对比水-空气的反演图像,发现LN₂-VN₂反演过程ECT线性化误差较小,从而有更好的反演结果。