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高明声速从理论到飞行乐嘉陵院士研讨论文选集

2019-11-22 11:37:57  阅读:5487+ 作者:责任编辑。陈微竹0371

乐嘉陵院士,1954 年考入北京航空学院,1956 年进入空气动力学专业,1964年研讨生结业后在北京空气动力研讨所作业,1971 年赴四川绵阳参与我国空气动力研讨与展开中心建造与相关研讨至今。

乐嘉陵院士简介

乐嘉陵,男,我国工程院院士,原我国人民 解放军总装备部科学技能委员会兼职委员、参谋,原总装备部空气动力学专业组长,我国空气动力学学会副理事长。现任我国空气动力研讨与展开中心研讨员,《实验流体力学》杂志主编。

乐嘉陵院士长时间从事高明声速地上实验设备和实验技能、弹头突防气动物理、运载火箭空气动力、高明声速推进与飞翔器等范畴的理论和实验研讨,是我国高明声速空气动力学、再入气动物理、火箭空气动力学和吸气式高明声速技能的学科带头人之一。近20 多年来领导了近百名我国空气动力研讨与展开中心(CARDC)吸气式高明声速技能研讨人员组成的团队,展开了高明声速飞翔器和超燃冲压发动机要害技能研讨,并获得严重打破,包含研发2.4 米口径大型脉冲焚烧风洞,展开相应的飞翔实验研讨,研发依据超级核算的超声速焚烧活动三维大规模并行数值软件及相应的实验确诊研讨,为我国吸气式高明声速技能及其战略展开做出了重要奉献。

乐嘉陵院士曾获何梁何利基金科学与技能进步奖,国家科技进步奖二等奖1 项、三等奖1 项,戎行科技进步奖一等奖7 项、二等奖7项,在国内外学术期刊和会议上宣布论文310 余篇。

乐嘉陵院士的首要研讨范畴为高明声速空气动力学,包含再入物理、各类脉冲设备、CFD 及相关丈量,近20 余年首要从事吸气式高明声速和超声速焚烧研讨等。本论文集共44 篇文章,分为三个部分,即高明声速非平衡活动研讨、激波与活动显现研讨和高明声速技能研讨,大致反映了不同时期乐嘉陵院士在我国空气动力研讨与展开中心重视的高明声速范畴获得的研讨进展。

高明声速非平衡活动是我国空气动力研讨与展开中心前期规划的研讨内容。20世纪60 70 时代美国阿波罗登月、苏联再入弹头和人造卫星发射,以及国内外高明声速热障攻关与打破,大大推进了高明声速空气动力学和气动物理的展开。我国在钱学森等的领导下亦制订了高明声速技能(包含探月回来再入辐射传热等)研讨和人才展开规划。1964 年左右我国就开端进行气动物理研讨,1970 年航空航天工业部和我国科学院力学研讨所使用我国空气动力研讨与展开中心的激波管、电弧风洞等实验设备展开了实验和理论研讨,1980 年起,航空航天工业部开端安排气动物理研讨与沟通。1999-2003 年在国家自然科学基金重点项目支持下,乐嘉陵院士持续掌管“高温高焓气体非平衡特性研讨”的项目研讨作业。文会集高明声速非平衡活动研讨部分中有几篇论文触及了辐射传热、强激波后电离非平衡,另外在弹道靶中直径为12mm、飞翔M∞=15 圆球模型的非平衡活动,其研讨意图是验证很多非平衡活动核算方法,其时这一范畴依然值得重视。

激波与活动显现研讨部分,研讨的是运动激波与(运动和停止)物体间的相互效果,首要实验东西是小尺度光学激波管(40mm×40mm)。经过各类密度场丈量与核算活动显现(Computational Flow Imaging, CFI)比照,以验证CFD 核算方法。乐嘉陵院士独立展开的五颜六色干与条纹技能对明晰判别强激波前后的定量密度场发挥了严重效果。此外,这方面的研讨亦为靶场安全评价发挥了效果。在剖析1996 年2 月15 日发作的某火箭爆破时,采用了一套经实验验证的数值软件体系,及时评价了爆破波在杂乱山区1.5km 外对建筑物的冲击载荷和损毁效应。

高明声速技能研讨部分,选编了自1995 年以来在我国空气动力研讨与展开中心高明中心展开的焚烧空气动力学研讨作业。这中心还包含乐嘉陵院士依据其时我国国情提出的施行国家高明声速飞翔器方案的马赫数、航程和小型飞翔器尺度等主张,以及确认了机体/推进一体化研讨的详细参数和所需风洞实验参数。为展开这方面研讨,乐嘉陵团队做出了包含2.4 米喷管直径在内的系列脉冲焚烧风洞研发及其在超燃发动机中使用等开创性作业。与传统的接连式风洞进行焚烧实验研讨不同,创始树立的作业时间仅几百毫秒的脉冲焚烧风洞,最大奉献在于能以最经济高效方法获得从根底到实践使用的效果,包含展开带动力(液态火油燃料)三维机体/推进一体化飞翔器全体气动性能及超燃发动机脉冲和接连风洞的比照实验。经过长达十多年研讨,终究获得了国内外认可。此外,高明中心树立的核算东西AHL3D 是国内最早独立开发用于焚烧活动的三维大规模并行数值模仿渠道,经过了两相流和光学确诊(OH-PLIF、自发光高速拍摄、差分干与、暗影)和反响动力学的算例查核,在AHL3D 的根底上展开了较完好的再生冷却热结构规划核算东西,现已为内流道热环境研讨和液态燃料再生冷却通道规划发挥了及其重要的效果。三维大规模并行数值软件也用于了杂乱构型杂乱化学反响的单头部航发焚烧室核算,并进行了实验验证,标明它可用于更杂乱构型的核算与剖析。

2002 年6 月,安县晓坝镇牛头山下,初期树立的流量1kg/s 双管式脉冲焚烧风洞,展开氢和液态碳氢燃料超声速焚烧活动研讨。

乐嘉陵院士和爱人(曹履晖),2013年11月在酒泉观看模型飞翔实验。

2017 年3 月,乐嘉陵院士领导团队部分青年研讨人员参与厦门高明声速活动国际会议

乐嘉陵院士的最早培育一批博士生和初期吸气式高明研讨小组部分人员于2019年7月在绵阳CARDC会议中心钱学森塑像前合影留念。(前排左起)王兰,贺伟,曾来荣,刘伟雄,乐嘉陵,曾学军(1984年入学),白菡尘,贺元元,赵慧勇。(后排左起)焦伟,倪鸿礼,董维中,李向东,王晓东,吴东升,杨顺华,贺旭照,邢建文。

再入物理(或气动物理)和焚烧空气动力学是高明声速空气动力学两个重要的展开分支,亦是空气动力学与物理化学学科进一步穿插与展开。尽管论文会集的内容只是触及一小部分,但从学科和工程方面国内外正在从深度和广度上展开。

最终需求阐明的是,选编的论文是乐嘉陵院士和合作者(包含研讨生)一同辛勤劳动和潜心研讨的效果,这些效果的获得,得益于我国空气动力研讨与展开中心和上级机关各级领导的安排和推进。乐嘉陵院士在此向他们表明衷心感谢!

本文摘编自曾学军等编《乐嘉陵院士研讨论文选集》序文部分,略有修改改动。

《乐嘉陵院士研讨论文选集》

曾学军,倪鸿礼,白菡尘,焦伟,张若凌 编

责任修改:赵敬伟

北京: 科学出版社,2019. 11

ISBN:978-7-03-059032-9

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内容简介

本书选编了乐嘉陵院士及其研讨团队多年来在高明声速空气动力学方面具有代表性的论文,首要触及高明声速非平衡活动、激波与活动显现和高明声速技能等研讨内容。前语扼要介绍了乐嘉陵院士及其带领的团队展开研讨作业的状况。文集分为三个部分。榜首部分首要是乐嘉陵院士在高明声速非平衡活动方面宣布的文章,这与我国空气动力研讨与展开中心前期规划的研讨内容相关。第二部分是激波与活动显现研讨论文,研讨的是运动激波与(运动和停止)物体间的相互效果。第三部分高明声速技能研讨论文,选编了自1995 年以来我国空气动力研讨与展开中心高明中心展开的焚烧空气动力学研讨作业。附录是乐嘉陵院士于2017 年12 月前宣布论文的计算。

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