NACA0012翼型_naca66翼型

　　2015年8月,背板組裝桁架NACA0012翼型的飛行結(jié)構(gòu)帶著望遠(yuǎn)鏡和科學(xué)儀器從加利福尼亞抵達(dá)哥達(dá)德,把6.5米口徑的主鏡拼湊起來(lái)的艱苦組裝工作在2015感恩節(jié)假期前開始。

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,少數(shù)看過(guò)詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)最新曝光的核心黃金主鏡面的幸運(yùn)人強(qiáng)烈表示,它很迷人。5月3日,韋伯望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目副主管John Durning稱,望遠(yuǎn)鏡現(xiàn)在成凹形,看得到它的壯觀,幾天前從所有18個(gè)主鏡段取出蓋子,結(jié)構(gòu)暫時(shí)朝上。整個(gè)鏡系統(tǒng)、集成和校準(zhǔn)都被檢查過(guò)。對(duì)韋伯太空望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō),這是一個(gè)豐收年,其工程師和技術(shù)人員已經(jīng)進(jìn)入大天文臺(tái)的光學(xué)和科學(xué)儀器部分最后的組裝和集成階段。并且它們正以快速的步伐前進(jìn)。

　　韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是25歲的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)接班人,它將成為人類有史以來(lái)建造的最大和最強(qiáng)大的太空望遠(yuǎn)鏡。去年8月,背板組裝桁架的飛行結(jié)構(gòu)帶著望遠(yuǎn)鏡和科學(xué)儀器從加利福尼亞抵達(dá)哥達(dá)德。把6.5米口徑的主鏡拼湊起來(lái)的艱苦組裝工作在2015感恩節(jié)假期前開始。接著,技術(shù)人員有條不紊地一個(gè)接一個(gè)的填充背板組件,從而在2月份安裝了最后一個(gè)主鏡段,接下來(lái)是巨大的三次鏡頂安裝吊桿上的單次鏡和后光學(xué)系統(tǒng)(AOS)中的第三鏡和轉(zhuǎn)向鏡。一切都是按照精心編排的時(shí)間表進(jìn)行。

　　Durning表示鏡子安裝得超好。在安裝所有18個(gè)主鏡段的過(guò)程里,NACA0012翼型他們一直堅(jiān)持按時(shí)間表。組件的飛行結(jié)構(gòu)和背板作為86億美元韋伯望遠(yuǎn)鏡的骨干。下一步是安裝最先進(jìn)的研究?jī)x器天文臺(tái)的四方,一個(gè)被稱為綜合科學(xué)儀器模塊(ISIM)的軟件包。Durning表示望遠(yuǎn)鏡是完全集成的,并且他們現(xiàn)在正在做最后的準(zhǔn)備來(lái)接受儀器包,這將于本周晚些時(shí)候開始。集成光學(xué)反射鏡系統(tǒng)和ISIM形成韋伯的光學(xué)系統(tǒng)。

　　所以他們現(xiàn)在正在創(chuàng)建新的稱作OTIS的集成實(shí)體,它是光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡組件(OTE)和ISIM的組合。在OTIS完全集成后,在將巨大結(jié)構(gòu)運(yùn)送至美國(guó)宇航局約翰遜空間中心前,工程師和技術(shù)員將用今年剩下的時(shí)間將其暴露于環(huán)境試驗(yàn)、增加熱毛毯、測(cè)試光學(xué)系統(tǒng)。在2017年底,當(dāng)OTIS的配置和遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)第一次放在一起,將作為一個(gè)完整的天文臺(tái)。

　　韋伯的光學(xué)系統(tǒng)是由四種不同的鏡子組成的。這個(gè)巨大的天文臺(tái)將大大超過(guò)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(HST)的聚光能力。當(dāng)鏡子結(jié)構(gòu)完整了,下一步就是安裝ISIM科學(xué)模塊。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),這周技術(shù)人員把韋伯鏡結(jié)構(gòu)移入潔凈室門式結(jié)構(gòu)內(nèi)。于2018年,將從法屬圭亞那航天中心發(fā)射。韋伯的設(shè)計(jì)是為了看宇宙第一光并能看到第一個(gè)恒星和第一個(gè)星系形成的時(shí)候。它也將研究宇宙的歷史和我們太陽(yáng)系的形成以及其他太陽(yáng)系和系外行星。(羅輯/編譯)

　　湍流是世紀(jì)性難題NACA0012翼型，湍流模型是解決工程湍流問(wèn)題的一個(gè)主要途徑。工程湍流問(wèn)題中往往存在湍動(dòng)和非湍動(dòng)（即層流）區(qū)域共存的特點(diǎn)，而傳統(tǒng)湍流模型假定計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)流體總是處于充分湍流狀態(tài)，忽視了流動(dòng)中的層流部分，導(dǎo)致模擬的準(zhǔn)確性不足。能量最小多尺度（Energy Minimization Multi-Scale, EMMS）模型是針對(duì)氣固流態(tài)化系統(tǒng)發(fā)展的基于結(jié)構(gòu)分解和穩(wěn)定性條件封閉的多尺度方法，它較早關(guān)注了介于系統(tǒng)整體與其組成單元間的介尺度結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)行為的影響，并由此逐步發(fā)展形成了介尺度科學(xué)研究思路。該思路從對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的尺度和控制機(jī)制的分解入手，將不同控制機(jī)制分別被表達(dá)為一種極值趨勢(shì)，并通過(guò)分析它們之間在競(jìng)爭(zhēng)中的協(xié)調(diào)獲得系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件，從而在數(shù)學(xué)上可表達(dá)為這些控制機(jī)制極值的多目標(biāo)變分問(wèn)題。由此可以把不同尺度上的動(dòng)力學(xué)方程關(guān)聯(lián)起來(lái)，形成封閉的模型。

　　在十幾年不懈探索的基礎(chǔ)上，中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所介尺度科學(xué)研究部在這一思路的湍流應(yīng)用中獲得突破。研究發(fā)現(xiàn)湍流中慣性和粘性機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)中協(xié)調(diào)產(chǎn)生介尺度渦團(tuán)，并形成湍流穩(wěn)定性條件，利用該穩(wěn)定性條件封閉湍流，建立了基于EMMS原理的介尺度湍流模型（圖1）?；贓MMS原理的介尺度湍流模型大大改進(jìn)了雷諾平均方法模擬湍流的精度，譬如，高雷諾數(shù)方腔流模擬中，EMMS湍流模型成功地捕捉到了標(biāo)準(zhǔn)模型不能預(yù)測(cè)出的三級(jí)角渦，EMMS湍流模型的計(jì)算結(jié)果與DNS數(shù)據(jù)更吻合（圖2）NACA0012翼型；EMMS湍流模型預(yù)測(cè)得到的NACA0012翼型升力和表面壓力系數(shù)比Spalart-Allmaras模型預(yù)測(cè)的更準(zhǔn)確。

　　湍流模擬中，面對(duì)計(jì)算網(wǎng)格內(nèi)的非均勻性要么采取平均化處理要么是通過(guò)大渦或直接模擬努力了解所有的渦結(jié)構(gòu)而忽視了湍流介尺度上存在的最為重要的主導(dǎo)機(jī)制即粘性和慣性之間競(jìng)爭(zhēng)中的協(xié)調(diào)產(chǎn)生介尺度渦團(tuán)因而難以準(zhǔn)確、大規(guī)模地描述湍流復(fù)雜系統(tǒng)。基于EMMS模型原理發(fā)展的介尺度科學(xué)思想，為湍流問(wèn)題的研究提供了一種新審視角度，解決了非均勻湍流系統(tǒng)定量模擬的問(wèn)題，并提升了工程湍流模擬的預(yù)測(cè)性能和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。相關(guān)結(jié)果于5月5日在Chemical Engineering Journal（Wang L, Qiu X, Zhang L, Li J. Turbulence originating from the compromise-in-competition between viscosity and inertia. Chemical Engineering Journal, 2016, 300:83-97.）上在線發(fā)表，該工作得到基金委、科技部和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的支持。

　　圖1基于EMMS原理的介尺度湍流模型

　　標(biāo)準(zhǔn)