高温非平衡效应下双楔绕流中激波干扰研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
激波-激波干扰普遍存在于高超声速飞行器周围流动中,其可能导致飞行器承受较大的压力和热流,从而对飞行器的安全性和可靠性有较大影响。气流通过激波时,会将大量动能耗散为内能,使得波后产生高温,高温则会导致气体分子振动能的激发、离解置换反应以及电离等的发生,气体组分和分子能量模态将随之变化,所有这些由于高温引起的现象被称为高温效应。在高马赫数激波干扰中,显然高温效应不可避免。研究表明,高温效应会明显改变激波的形状和位置、以及边界层分离区大小等流场特性。然而,目前很多有关激波干扰的研究并没有考虑高温效应,而采用理想气体模型来分析问题,这势必存在一定的不准确性。本文在考虑高温效应的情况下,对双楔绕流中V激波干扰规则反射波系和马赫反射波系转换以及双楔绕流中激波自诱导振荡进行了理论分析和数值模拟,分析了高温非平衡流中激波干扰特征和高温效应对激波干扰的影响。  采用了Park双温模型和五组分空气化学反应模型,对激波后的高温非平衡气体进行描述。通过引入非平衡弛豫距离来改进理性气体模型下激波极线方法,使用非平衡激波极线,根据经典detachment准则和von Neumann准则,对双楔绕流中V类型激波两种波系转变进行了理论分析。采用二维有限体积程序,对V类型激波规则反射波系与马赫反射波系转变过程进行了数值模拟。理论转变临界角和数值模拟得到转变临界角存在明显差异,表明波系转变准则不再是经典理论准则。根据数值模拟得到的波系转变过程,可发现双楔绕流中V类型激波规则反射波系与马赫反射波系转变是由于双楔绕流中激波相交点以及三波点之间的碰撞导致,因而不再符合经典的波系转变准则。与冻结条件下算例比较,高温效应会改变小楔面角下波系转变机制,会导致更大转变临界角度和迟滞区间。  对冻结和高温非平衡双楔绕流中激波自诱导振荡现象进行了数值模拟。研究表明,粗网格会导致计算得到错误的自诱导振荡形态,需要精细的网格才能捕捉到准确的振荡。小楔面角下,激波在振荡过程中保持为V类型马赫反射波系,只是波系位置和形状发生周期性振荡。而在大楔面角下,激波在振荡过程中会发生V类型马赫反射与规则反射转变。观察波系自诱导振荡过程,发现顶部三波点与底部三波点在运动过程中不同步,存在延迟,因而导致波系产生振荡,而滑移线诱导的涡结构可能是导致振荡的内在原因。与冻结流下激波自诱导振荡相比,当第一楔面较小时,高温效应对激波振荡的形态、周期无明显影响。而当第一楔面角较大时,高温效应会使得激波振荡更加剧烈,振荡区间变大。
其他文献
本文提出了利用外点法(Exterior Point Method, EPM)算法求解电力系统最优潮流问题。在满足二阶最优条件时,外点法具有1.5Q的超线性局部收敛速度。为了实现全局收敛的最优潮流,将线性搜索算法与EPM算法结合,形成了一个全局收敛的外点法最优潮流(GEPM-OPF)算法。该算法特点是具有较好的全局收敛性和快速的局部收敛性。对多个IEEE测试系统进行了数值仿真分析,结果验证了GEPM
《金属材料与热处理》课程是中职学校机械类专业很重要的一门专业基础课程,是学好其它专业课程的基础.但是这一门课对于中职学生来说,又是一门理论性很强,与实际生产又紧密结
采用聚焦电子束照射(AgI)x(AgPO3)1?x玻璃,可以在其表面析出银,并产生具有很高解析度的不同形状的银微粒图案。这项技术在存储介质和产品认证方面有潜在的应用。目前,人们还不了
高校公共艺术教育是我国高等教育课程体系的重要组成部分,其面向的受教育对象面积广,教育内容向基础性和公共性方向靠拢.通过艺术信息传达,使人获取艺术意韵、情感体验、情操
“精准扶贫”重要思想,是习总书记2013年到湘西考查时首次提出的.切实把国家惠民政策落实好,做好中职学校精准资助工作,是教育公平的起点,是增强学生对党和国家的热爱之情,办
近年来,随着经济社会的发展,产业的升级,我国将全面进入建设小康社会和加快推进现代化进程的新的发展阶段,社会对高技能人才需求的增大,对职业教育发展提出更高的要求.在这样
学徒制作为当下高职院校培养实用型高素质人才的一个重要教育路径,是“校企合作办学”的一个重要体现,旨在有效地挖掘企业内部的资源,协同职业院校共同开展职业教育,有效提升
情景教学是建立在情景之上以学生为主体地位的一种教学方式,中职英语教师要积极运用情景教学法,将其价值最大限度发挥出来,调动学生的主观能动性,让课堂教学取得事半功倍的教
随着现代艺术设计的发展,插画作为一现代艺术设计中重要视觉传达形式,已经被广泛应用到各个设计领域中,影响着人们的精神生活.而高职教育作为培育插画设计师的主要基地,实现
自适应重合闸技术可提高电力系统的供电可靠性,避免重合于永久故障时产生的大电流对系统造成二次伤害。为了解决配电网自适应重合闸问题,研究了两种配电网自适应重合闸方法。提出一种基于储能电容器放电特性的配电网自适应重合闸方法来实现配电网的故障类型识别。配电网正常工作时,为储能电容器组进行充电。发生故障跳闸后,等待一定延时,将储能电容器投入配电网两相回路中,利用储能电容器放电特性识别该两相线路的故障类型。之