自我介绍
杨雪,西北工业大学航天学院航空宇航科学与技术专业博士研究生,获得学校资助、导师资助,于2024年5月31日到2024年9月1日赴香港理工大学开展为期3个月的访学生活。
科学研究
本人在访学期间的学术研究经历将通过以下三个部分进行介绍,分别是研究内容、先进实验方法学习以及取得的成果。
第一,研究内容。在访学期间,本人主要针对组合发动机引射-亚燃模态转换技术开展了数值模拟研究。主要研究内容如下:
1) 设计了三种引射-亚燃模态的转换调控方案:中流量“节流维持式”调控、小流量“节流维持式”调控与“直接关闭式”调控,确定了内置火箭与二次燃料调控方案。
2) 对三种模态转换过程进行了数值模拟。通过ICEM划分网格,以FLUENT为求解器,对流场进行数值模拟计算。以空气中的氧气为氧化剂,数值模拟计算涉及气液两相,其中气相为连续相,液相为离散相。
数值模拟后处理云图
3) 探究了“直接关闭式”调控下引射-亚燃模态转换的来流总温下限。研究了RBCC发动机在马赫2.5、马赫2.4、马赫2.3和马赫2.2工况下的燃烧性能。在马赫数2.2时,燃烧效率显著降低。在相应的总温条件下进行燃烧组织是极其困难的。
第二,先进实验方法学习。在访学期间,本人对所在课题组的先进实验技术进行了学习。实验室的研究方法和分析方法对RBCC燃烧室燃烧振荡特性的研究具有一定的参考价值。
为解决发动机燃烧室燃烧不稳定问题,实验室搭建了耦合热声实验系统。考虑到实际热声系统的复杂性,分别考虑了两种不同复杂程度的耦合热声系统,包括耦合电加热Rijke管热声系统及耦合贫燃预混富氢燃烧室实验系统。实验系统主要包括声激励系统、空气供应系统、温度测量系统、速度测量系统、动态压力测量系统及数据采集系统等。
耦合热声实验系统
通过热电偶测量气体的温度,在燃烧室的不同位置布置了多个压力传感器,用于监测各个位置的压强扰动。通过玻璃窗可以观察各个燃烧室中的火焰动力学情况,并将采用光电倍增管测量火焰全局OH*/CH*化学发光,采用高速相机采集火焰动力学,以及采用高速OH-PLIF用于获取火焰释热,燃烧室长度可通过下游的水冷可移动活塞调节,以研究不同自激振荡频率的燃烧室耦合动力学现象。
第三,取得的成果。访问期间,本人完成了1篇题为“Dynamic flow behaviors of an inlet isolator in embedded rocket-driven mode transitions”SCI论文的修改与发表。数值研究了不同内置火箭调控方式驱动下的引射-亚燃模态转换过程中,RBCC隔离段内的动态流动特性以及调节信息的传播与耦合。用压缩功率、马赫数、压比等关键参数来说明进气道隔离段的工作性能。
日常生活
1) 生活感受:
衣:香港的6~9月非常闷热,但室内空调温度较低,常常需要室外短袖,室内长袖。
食:香港的饮食口味偏甜,茶饮文化较为盛行,在学校的餐厅,几乎每个窗口的套餐都配置了一杯饮品。
住:在香港,房租是一笔很大的开销。由于温度与湿度较高,室内需要长时间开着空调。
行:香港的公共交通非常发达,但搭乘地铁的费用相比内地偏高。
2) 文化差异:
香港是一个国际化的城市,街道上的行人来自世界各地。香港居民也来自不同的国家和地区,“人”的交集带来了不同的文化背景和风俗习惯的交融。这一文化的交融可在香港的各大博物馆中显现出来。香港被提及较多的两大博物馆是M+视觉文化博物馆与香港故宫文化博物馆。在这里,你可以看到许多不同寻常的展览,有法国百年时尚展、建筑展览,影像、视觉、艺术等维度的展览。
3) 合作与学习:
在访学期间,我与导师和同学建立了良好的关系和合作。老师、同学们在日常生活与学习中给予了我很大的帮助,使我了解到了许多前沿的学术研究成果和研究方向。从他们身上,我学习到了新的思维方式,也认识到了不同学科方向之间交流、借鉴及融合的必要性。
经验分享
前期准备工作:
前期准备主要包含三个阶段:1)联系导师阶段,需要准备如下材料:个人CV、研究计划、成绩单等;2)获得学校的offer后,需要准备如下材料:办理港澳通行证、准备学生签证需要的材料(学校将在邮件里说明)并邮寄给访学学校;3)获得学生签证后:办理港澳通行证签注、联系租房等事宜、下载日常生活需要的APP。
文化、生活、学习等方面的适应:
初到访学地时,应下载好地图。随后可以在居住地附近“探索”,摸清生活必需品的售卖地点及到达学校的路线。在一个文化底色有所不同的地区,交流是一件重要的事情。因此,在后续学习与生活中,可以及时与导师沟通,积极与同学、室友交流,以更好地融入当地生活、深入了解学科前沿。此外,应善于利用社交平台,大多数问题都能从他人经历中找到相应的解决方法。
总结
在此次访学中,通过与导师及同学们的学习与交流,我拓宽了自己的学术视野,深入了解了前沿的学术研究成果和研究方向,学习到了香港理工大学航空及民航工程系实验室的先进测试技术,提高了自己的研究和创新能力。同时,通过三个月的生活,我也领略了香港的灿烂文化与独特的地域特色。
学校概况
香港理工大学是一所公立应用研究型大学,坐落于香港九龙红磡湾, 创立于1937年,并于1994年升格为香港理工大学。学校共设有8所学院29个学系,现时属于“QS世界百强大学”。
学校的重点科研范围包括航天、航空、大数据与人工智能、食品安全、医疗科学、基建监测、智能建设、智慧城市及可持续发展。理大是香港唯一拥有国际太空任务实战经验的高等院校,丰富的航天科研经验。早于1995年已为俄罗斯的太空计划提供设备,并为欧洲空间局2003年火星快车任务研发“岩芯取样器”,以及为2011年的中俄联合探索火星任务研发“行星表土准备系统”。自2010年起,理大持续参与中国的太空探究项目。理大与中国空间技术研究院研制出“相机指向机构系统”,应用于2013年嫦娥三号及2019年嫦娥四号的月背探测任务。2020年7月,理大成功研制“火星相机”,积极参与中国首个火星探测任务“天问一号”。2020年11月,由理大科研人员研制的“表取采样执行装置”,载于嫦娥五号的着陆器上一同升空,参与中国首个月球采样返回任务。
香港理工大学校园一角
来源:研究生院 航天学院
审核:黄越