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AG体育风洞研究可能导致高度超声波的新高度

尼克帕里西亚正在研究空气在超音速飞行中流动的空气流动,这可以达到声音或更多的速度的五倍 - 一个新兴的研究领域,这可能对我们将来的旅行方式产生影响。

Photo of 尼克帕里西亚

如果游客走到Edwin A的地下室。 AG体育 Hall在AG体育,他们将被一个不寻常的视线迎接:一个超音风隧道跨越大约60英尺,由钢和铝部件制成。

研究人员正在使用它来研究超声波空气动力学,说 尼克帕里西亚是Charles v的副教授.Schaefer,JR。工程学院和科学学院 机械工程系。 Parziale研究的主要部分高度过度的空气动力学是研究空气在高超声速机马赫5的物体周围的行为如何,或者声音速度或更多的五倍 - 并且是飞行研究的新兴地区。

wind tunnel entrance
在马赫6的皮特耙喷嘴出口以测试流动均匀性。信用:尼克帕里齐亚

“想象一下,距离百万(洛杉矶国际机场)的商业喷气式飞机在凌晨10点,然后,在云层的一定海拔地区,它升起了这么多的速度,即飞机射击太平洋,到达成田国际机场东京在三个小时内,“Parziale说。 “世界将变得越来越小,空气旅行到全球的另一边,如果过度的飞行普遍存在,如果普遍存在,就不会那么艰苦。”

Parziale说,高超速度飞行,每小时约4,000英里或更长时间或更长时间,非常困难。商用飞机每小时550英里,或以亚速率飞行。协议是一家在2003年服务的着名商业喷气式飞机,当代军事战斗机是超音速的,速度超过Mach 1 - 或刚刚过度的声音。相比之下,超声波飞行并不普遍,并且由于所涉及的技术壁垒,只有在测试飞机,火箭或航天器中被尝试,因此Parziale说。

“当车辆在马赫5和以上飞行时,有趣的事情发生了,”巴里齐说。

空气的流体力学在这些速度变得更加复杂,氮气和氧分子使原子分解成原子,而车辆上的热量棘轮棘轮可以熔化典型飞机的皮肤和部件的水平。 Parziale说,在雨水上透过下雨时,对高超声音车辆周围的物理知之甚少,并不多。

由于这些类型的现象和问题,Parziale和他的实验室一直在开发新的方法来研究和测量在超声波速度移动的车辆中称为边界层的气流。这些方法不会扰乱突起探针围绕车辆流动的空气,而是光学观察和测量气体流动活动。

Parziale已参与利用Krypton标记测距仪技术。这需要使用示踪剂颗粒测量流体的速度,在这种情况下,元素氪 - 一种化学惰性惰性气体,其被接种到流动的空气中。研究人员研究标记的氪气的运动,可以从这些观察结果计算车辆周围的气流的速度和方向。

风洞的出现将大大提高这些研究努力。 Parziale的研究小组设计了风洞,并造成了非现场。该隧道由海军研究办公室(ONR)提供资金,然后在今年早些时候在平板卡车的校园内运送到校园内。它的直径为八英寸,而隧道的出口宽16英寸。隧道内的气压可从100到150倍环境空气压力到达任何地方。因为这项工作的性质是基础研究,Parziale使用基本或“规范”形状用于他的风洞实验,而不是实际的飞机缩小模型。

wind tunnel being delivered to AG体育
许多隧道组件的全景被送到AG体育校园。信用:尼克帕里齐亚

“我们很兴奋,我们在校园里拥有这个风洞,我们现在能够在现场进行一系列研究,之前需要我们去其他地方,”Parziale说。

之前,Parziale和他的团队为他们的学习进行了塑料管,他们有时不得不在其他风隧道上预订时代,这需要一整天的挤满了研究,它留下了实验修补的非常小的空间。

“当你做实地考察时,你早上五点起床,你到了实验室,你整天都在努力完成尽可能多的时候,”巴西兹尔说。 “但是当你在校园里有一个隧道时,你有时间更加周到和修补,这是真正有趣的部分。”

除了风洞,迄今为止,Parziale的2020年已经被钻入里程碑。 Parziale赢得了AG体育的员工卓越奖,即“我们所做的所有人,”获得任期,并从助理助理教授晋升。最近,国防部在Parziale的实验室拨备了大量投资:

  • 440万美元的科学研究空军办公室(AFOSR)补助金研究超声波层不稳定
  • 通过资助风洞的国防大学研究仪表计划(DURIP),从海军研究办公室(ONR)提供301,000美元
  • 468,000美元的ONR - 年轻调查员研究计划(YIP)授予,研究超声波,湍流边界层的结构和缩放
  • $ 755,000 ONR-DULIP,为风洞提供高级激光诊断
  • 通过多学科大学研究举措(Muri)计划,来自ONR的120万美元批准

最后的授权使实验室成为一个大型多网站研究的一部分,“高速飞行车上的微粒和降水效果”,由明尼苏达大学(这个项目的总资金为750万美元)。

Parziale实验室的另一个重点正在开展可持续的生物燃料。他一直在努力快速热解技术,在没有空气的情况下快速加热以上木材以上的木材,产生生物燃料。这些燃料不一定是航空,而是具有Parziale对热力学,流体动力学和化学的兴趣的研究燕尾。这项工作的目标是提高生物燃料产品的质量,降低成本。

随着所有不同的研究项目,风隧道和他平时的机械工程课,Parzialle都有他的盘子,但找到了他的工作要实现。

“没有一天是一样的。这很有趣,“Parziale说。 “实验室里有很少的单调。您始终解决新问题或冒险进入您研究的新领域。这是非常令人兴奋的。“

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隧道的全景在建设中。帕尔佐斯小组的学生被描绘了:左边的David Shekhtman,Ahsan在右边被喧哗。信用:尼克帕里齐亚

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