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过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力非定常特性试验研究
引言：
喷管是一种重要的工程流体设备，广泛应用于能源、化工、航空航天等领域。在实际工程应用中，为了减小阻力损失、提高工作效率，常常会采用过膨胀设计。过膨胀喷管在一定工作条件下能够提供更高的机械能转化率，具有较高的燃烧效率和推力性能。然而，过膨胀喷管内壁面压力非定常特性对其工作性能和稳定性产生了重要影响。本文旨在通过试验研究，揭示过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力的非定常特性。
一、研究目的及意义：
1. 研究目的：
分析过膨胀喷管内壁面压力的非定常特性，揭示其动态变化规律，为过膨胀喷管的设计优化和工程应用提供理论依据。
：
（1）了解过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力的非定常特性，可以帮助设计人员更好地优化喷管的结构和工作条件。
（2）通过研究揭示过膨胀喷管内壁面压力的非定常特性，可以为相关工程领域提供参考，提高喷管工程应用的效果。
二、试验原理：
过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力非定常特性试验主要通过在喷管内壁面处设置压力传感器，测量压力传感器在时间上的变化，以获取喷管内壁面压力非定常特性。
三、试验设备与方法：
1. 试验设备：
喷管实验装置、压力传感器、数据采集系统等。
2. 试验方法：
（1）搭建喷管试验装置，确保过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力观测点的准确测量。
（2）设置压力传感器，将其安装在单边膨胀喷管内壁面处，以实时获取内壁面压力的变化。
（3）使用数据采集系统对压力信号进行采集和记录。
（4）通过对试验数据的处理和分析，获取过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力的非定常特性，包括压力波动的频率、幅值等参数。
四、试验结果与分析：
通过试验获得了过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力的非定常特性数据。对数据进行处理和分析，得出如下结论：
1. 过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力存在明显的非定常变化。
2. 内壁面压力波动频率随工作条件的变化而变化，一般在数百Hz至数千Hz范围内。
3. 内壁面压力波动幅值受到膨胀比、工作条件等因素的影响，幅值一般较小，约为原工作条件下的10%至30%，但在特定工况下（如流动失稳）可能会显著上升。
五、结论：
通过试验研究，揭示了过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力的非定常特性。实验证明，过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力存在明显的非定常变化，频率和幅值受到多种因素的影响。这为喷管的设计优化和工程应用提供了理论依据，并为相关工程领域的研究和开发提供经验支持。
六、展望：
未来，可以进一步研究过膨胀状态下单边膨胀喷管内壁面压力非定常特性的机理，探索内壁面压力变化与流动失稳、喷管结构等因素之间的关系，提高喷管工程应用的效果和可靠性。