激波
- 大电流弧爆激波的改进等离子炬聚束性能研究
起见,称为“弧爆激波”。如果能对具有高温高压特性的弧爆激波进行有效控制,就可以用作高温切割和冲压成形所需热源与力源,从而解决高强度材料加工和制造中的技术瓶颈问题。为实现对弧爆激波控制,基于等离子体炬工作原理,探索一种弧爆激波聚束机构,仿真研究在该机构作用下弧爆激波的聚束性能,以期为高效的激波聚束实验和机构的结构设计提供理论与仿真支撑。1 弧爆激波与改进等离子炬聚束机构目前,对于大电流电弧及其爆炸激波的研究,已有了部分研究成果。Drabkina[6]将等离子
兵器装备工程学报 2023年6期2023-07-03
- 椭圆内聚激波面间断化过程的激波动力学分析
内部流动往往面临激波汇聚增强问题[8]，因而激波的演化特征从根本上有别于二维平面激波[9]。近年来，一系列以轴对称内锥流动为代表的研究工作[8,10-14]相继展开，对轴对称激波汇聚特征的认知也不断加深。然而，在实际工程应用中，理想化的轴对称构型难以保证，偏离轴对称的几何设计方案[15-16]往往更为普遍。为揭示小幅偏离轴对称流动的典型特征，作者团队[17]前期提出了一种近轴对称椭圆内锥构型。与轴对称激波明显不同的是，这种椭圆内锥前缘激波的初始强度沿周向恒
航空学报 2022年12期2023-01-10
- 二维弯曲激波/湍流边界层干扰流动理论建模
京 100012激波/边界层干扰(Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI)机理及其流动控制始终困扰着航空航天工程界和学术界。自1940年Ferri首次通过实验观测到机翼后缘的SWBLI造成边界层分离现象以来,有关其流动特性与影响因素就一直被广泛地研究与讨论。尽管SWBLI流动呈现出较强的非定常性,然而构建一种时均的无黏简化模型用于理论描述或分析干扰流场基本特征具有重要意义,譬如Delery等提出经典的入射斜
航空学报 2022年9期2022-10-14
- 基于测试粒子模拟的垂直无碰撞激波对离子的加速研究
50 引言无碰撞激波是空间中常见的等离子体物理现象，被认为是空间中高能粒子加速的重要机制(Lembege and Simonet, 2001; Balogh and Treumann, 2013; Burgess and Scholer, 2015; Qu et al., 2021).无碰撞激波对带电粒子的加速是一个多尺度的过程.在大尺度上，粒子被远上游和远下游的波动散射可以多次穿越激波面，从而在激波上下游散射源的速度差中获得能量，这种机制被称为激波扩散加
地球物理学报 2022年5期2022-05-05
- 反射激波后状态分析及对燃料反应进程的影响
艳军，彭志敏反射激波后状态分析及对燃料反应进程的影响何 东，丁艳军，彭志敏(清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京 100084)反射激波后的压力随时间推移往往呈现不稳定状态．该现象会对燃料的反应进程产生影响，是造成激波管测量数据和模拟结果存在偏差的主要原因之一．针对上述问题，基于激波管流动理论，计算了非反应气体反射激波后的压力演变过程，计算结果和压力测量结果吻合较好．为了分析中、高压条件下压力渐升过程对燃料反应进程的影响
燃烧科学与技术 2022年2期2022-04-26
- 高压燃油诱导激波对喷雾演化规律的影响
会在缸内诱导产生激波．激波的产生和传播会对喷雾的宏观结构(喷雾贯穿距离、喷雾锥角等)以及雾化特性产生影响．但是目前针对超声速燃油喷射诱导激波的研究较少，激波对喷雾特性的影响尚不明确，不利于现代柴油机缸内燃烧过程的精确控制，因而研究高压燃油诱导激波对喷雾演化规律的影响具有重要的意义．1992年，Nakahira等[4]首次采用纹影法观察到了柴油机燃油喷射过程中的激波结构，指出激波的产生已经成为现代发动机不可避免的现象．Pickett等[5]基于纹影法研究了柴
内燃机学报 2022年2期2022-03-23
- 激波管内黏性流场流动数值模拟
63)0 引 言激波管是一种利用激波实现对工质进行加热获得目标范围内温度和压力的实验装置[1-2]，其包括两端封闭的圆管和膜片分隔开的驱动段和被驱动段.激波管有结构简单，可在较宽范围调节试验区的温度和压力的优点，广泛应用于研究可压缩流体现象、高温气体、气相燃烧反应和超音速燃烧等领域.随着国内外流体数值模拟软件的发展，计算流体力学(CFD)数值计算技术在激波与介质相互作用机理研究中占据较为重要的地位，可应用计算流体动力学流场可视化方式研究和解释激波管内的流场
武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2021年3期2021-07-07
- 基于Ansys Workbench 的激波轮模态分析
传动机构[1]。激波轮是滚动活齿减速器中的重要传动部件， 为保证减速器运转的平稳性，需对件激波轮进行相关分析，得到激波轮的固有频率和相应振型， 这样在设计时可以避免激波轮与外部激励和减速器内部其他零部件发生共振。 用SolidWorks 绘制激波轮模型，输入Ansys Workbench 对其进行模态分析，并研究了减重后其固有频率的变化。1 模态分析理论基础模态是结构的固有振动特性， 每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型，这些模态参数可以由计算或
机电产品开发与创新 2021年3期2021-06-22
- 内聚锥形激波的非均匀强化与结构演变特征
就已发现内锥形激波在入射轴线的过程中强度不断增加. 虽然当时流动汇聚这一问题已经暴露, 但与此相关的研究十分有限. 一直以来, 研究者在设计内转式进气道时为削弱汇聚效应的影响, 抑制流场中心热力学参数的剧烈变化, 提高进气道性能, 大都采用设置中心体的方案[7-8]. 这种做法虽然在一定程度上回避了汇聚中心的矛盾激化, 但并未从根本上解决流动汇聚的复杂机理问题. 此外, 进气道下游的隔离段多采用类圆形截面设计[9-10], 内部由近轴对称约束的流动汇聚问
气体物理 2021年3期2021-05-19
- 面向三维激波问题的装配方法
数的间断面，称为激波[1]。激波间断的存在给描述无黏流动的Euler方程的求解带来了很大挑战。过去半个多世纪里，为了发展出能够精确地描述激波的数值方法，科研人员做了大量的工作。如今这些工作是计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)的重要组成部分。根据对激波处理方式的不同，CFD可以分为激波捕捉方法[2-8]和激波装配方法[9-11]2种。激波捕捉方法是以弱解理论为基础，全场采用统一的计算方法，无需特殊处理，具有通用
航空学报 2021年3期2021-03-27
- 一种基于聚类分析的二维激波模式识别算法
连 116024激波的探测与可视化是计算流体力学(CFD)领域中一个非常富有挑战的问题。在某些流场参数的等值线云图中，通常认为激波间断位于大量等值线聚集处，但对于存在接触间断、膨胀波和旋涡等复杂波系干扰的流场，该方法很容易对激波产生误判，因此有必要发展更加精准的激波探测(Shock Wave Detection)技术。至今，很多学者[1-14]基于激波捕捉(Shock-Capturing)法计算出的流场提出了各种各样激波探测的方法。1985年，Buning
航空学报 2020年8期2020-09-10
- 基于气动/弹道耦合的激波针外形优化研究
力。在弹体前安装激波针是一种非常简单、有效的超声速减阻方法[1-3]。激波针的减阻效果与其外形参数密切相关,国内外的相关研究主要集中在激波针的外形参数影响及其优化,包括激波针的长短、不同外形以及不同攻角时的气动性能[4-10]。侯文新等[4]在Isinght优化平台的基础上,以热流和阻力系数最小为目标,开展了激波针外形多目标优化设计。李永红等[5]对多种外形激波针的减阻效果进行了比较,结果表明,半圆形激波针跨、超声速减阻效果最优,但在亚声速将增大阻力。目前
弹道学报 2020年2期2020-07-06
- 入射激波边界层干扰分离流场结构研究
中会产生一系列的激波,激波打在飞行器物面上会发生激波反射,遭遇物面的边界层会形成激波/边界层干扰现象。在高超声速飞行器流场的多个部位存在着形式多样的激波/边界层干扰现象。如在进气道内流场中,存在着复杂的激波反射、激波相交以及激波/边界层干扰现象,如图1所示,可能造成结构破坏和快速疲劳,气动弹性以及热防护困难,进气气流畸变,甚至不启动等等,对发动机性能及稳定性等有着重要的影响,在设计中需要充分考虑。图1 超燃冲压发动机示意图[1]Fig.1 Scramjet
空气动力学学报 2019年5期2019-12-31
- 斜激波极值规律的边界层影响
行时必然会产生的激波。减弱甚至消除激波不仅可使超声速飞行的阻力减小[2]，还可通过降低激波强度(本文以激波后压强比激波前压强表征)直接减小近场音爆分贝值[3-4]。激波强度存在随飞行马赫数变化的规律。正激波的强度由波前来流马赫数唯一确定[5]。对飞机设计来说，一维正激波强度规律是不够的。史爱明和Dowell[6]研究了二维斜激波中的斜激波极值规律，表明相同流动偏角下，必然存在流线穿过斜激波时激波强度最小的来流马赫数，且激波角与流动偏角在最优马赫数下呈现为线
航空学报 2019年12期2019-12-27
- 圆弧激波缓聚点火及后续燃烧传播
缩处理(压缩波、激波、压缩构型等)后发生点火以及燃烧的发展和传播过程倍受关注。已有研究表明，燃料的点火过程和燃烧特性受流场的影响涉及到诸多因素[3]，而实际工程中的点火和燃烧现象更是复杂多变。因此，发展并采用合适的研究方法来解析这种复杂现象中的关键机理是相关研究的迫切需求。运动激波诱导点火是研究点火和燃烧特性的一种重要方法。其中，平面激波诱导点火因实验上较容易实现且激波压缩后的状态相对明确而被广泛应用[4-9]。但采用平面入射激波诱导点火难以构造多样的点火
实验流体力学 2019年5期2019-11-07
- 近轴对称内收缩流场中的激波干扰
几何约束所引起的激波汇聚效应尤为突出。轴对称内收缩激波在向轴心汇聚的过程中，强度不断增大，最终超出von Neumann边界[2]，在轴线上发生马赫反射，以马赫盘的形式，终结理想的中心汇聚过程，很多学者均论证了这种马赫反射的必然性[3]。这不仅引起流场中热力学参数的剧烈变化，而且带来总压损失增加和抗反压能力削弱等不利影响。现有的内转式进气道，在轴对称基准流场设计时，往往采用在轴线设置中心体的方法[4-5]，规避汇聚中心的马赫反射，进而提升流场品质。但这种规
实验流体力学 2019年5期2019-11-07
- 一种用于间断装配的流场结构辨识算法
前通过急剧压缩的激波才能把速度降下来。因此，激波是可压缩流动的基本特征。早期计算流体力学(CFD)的算法无法模拟这一现象，直到1954年Lax提出处理包含有间断流动问题的弱解理论后[1-2]，国内外众多科学家开始研究在计算过程中能自动分辨出激波的算法，提出TVD、NND、ENO、WENO等具有里程碑意义的激波捕捉格式[3]，解决了航天航空等领域很多工程模拟问题，极大提高了CFD地位，使其发展为一个重要的学科分支。尽管建立这些格式时考虑了激波间断，但是本质上
空气动力学学报 2019年3期2019-08-22
- 背景波系下的隔离段激波串运动特性及其流动机理研究进展
进气道-隔离段的激波增压原理对来流进行压缩。隔离段是位于进气道和燃烧室之间的重要部件，它在宽工况下通过激波串流场结构来平衡隔离段进口与燃烧室入口的巨大压比，隔离了燃烧过程和压缩过程之间的相互干扰，使进气道捕获流量在宽燃烧工况下不受燃烧反压的影响，保证超燃冲压发动机能在宽工况下稳定可靠地工作[1]。隔离段激波串的长度受多方面因素的共同影响，其中，燃烧室燃烧释热引起的高反压对其形成有重要作用。当隔离段入口为均匀来流，随着当量比的提高，激波串前移，其长度与隔离段
实验流体力学 2019年3期2019-07-10
- 超声速喷管起动过程激波结构演化特征
动过程中形成的含激波超声速流动结构具有速度快、梯度大、间断强、力热耦合复杂、扰动区域传播有限等特点，含有类似流动结构的气动部件(如超声速扩压器、超燃冲压发动机隔离段等)的设计技术和流场特性十分复杂，其中包含的定常或非定常激波附面层干扰[2]主导的复杂流场，也是高速空气动力学领域的基础流场。拉瓦尔喷管为典型的超声速喷管，通过管道横截面的变化来实现气流流速的控制。气流在亚声速流动时，管道收缩，在超声速时，管道扩张，从而使气流速度不断增大。目前，拉瓦尔喷管的理论
实验流体力学 2019年2期2019-05-05
- 斜激波总压损失率极小值理论解与物理意义
08-0300斜激波关系式与其图解是人们获得激波角和激波前后流动参数的重要方法[1-3]。根据经典激波理论[1-2]，斜激波关系式为定常、绝热的平面斜激波无黏流动问题解析解。为便于激波角的求解，1953年，美国国家航空咨询委员会(National Advisory Committee for Aeronautics, NACA)Ames中心的研究人员制作出斜激波关系式图解，即通常空气动力学研究者所熟悉的θ-β-Madiagram(θ为楔形角，β为激波角，M
航空学报 2018年12期2019-01-18
- 真实入口条件下隔离段内激波串迟滞回路现象研究
段内部是一系列以激波/边界层相干扰为主要特征的减速增压过程。其中激波串结构长度、总压恢复特性、抗反压能力很大程度上决定隔离段的尺度与工作性能。P.J.Waltrup等[3-4]针对一维轴对称等直圆管进行了激波串特性试验，给出了管内增压比与激波边界层相干长度的关系式。B.F.Carroll等[5-6]对矩形管内的激波串结构进行了数值模拟与试验研究，证实该公式也适用于矩形管道，其试验结果被广泛用作数值模拟的验证算例。在国内，袁化成等[7]研究了反压作用下的等直
重庆理工大学学报(自然科学) 2018年10期2018-11-14
- 斜激波入射V形钝前缘溢流口激波干扰研究
27)0 引 言激波干扰现象，因其产生的激波、剪切层、膨胀波、超声速射流以及伴随的旋涡和湍流等复杂流动结构，不仅是高超声速飞行器研究与发展过程中需要重点关注的空气动力学问题之一，也是困扰工程应用的一大难题[1,2]。以斜激波与圆柱/圆球弓形激波之间的相互作用为典型模型，根据激波干扰位置和激波强度不同，Edney[3]总结出6种具有普适性的激波干扰类型(Ⅰ～Ⅵ类)。其中，第Ⅳ类激波干扰因其产生的超声速射流冲击壁面会带来严峻的热/力载荷而受到设计和研究人员的广
实验流体力学 2018年3期2018-10-10
- 利用激波与电磁波相互作用的新型雷达机理研究
会形成一道稳定的激波[1]。激波现象是气体高速运动过程中最重要的现象之一,它是气体经受强烈压缩后产生的非线性传播波[2],这种波对于气流的扰动是一种强扰动。在非线性传播波的波面内,气体内部有较强的内摩擦和热传导,气流通过这种波时,无黏性和绝热假定已不能成立,所以它是一个增熵过程[3],而黏性物质中的正激波运动是稳定的[4],可知这个过程也是稳定的。目前对激波的探测主要有2种方法:一种是通过分析不同形状弹头在超声速飞行过程中产生特有的激波声指纹,即N波[5-
西安交通大学学报 2018年8期2018-08-14
- 轴流压气机从失速到喘振瞬间过程：激波管模拟和试验比较
（海巴多能技术有限公司）NomenclatureCW(surge)compression wavesEW(surge)expansion wavesHSHPhigh speed high pressureMMach numberρgas densitypabsolute static gas pressurePRstatic pressure ratioQflow rateγratio of specific heat for airRuniversal
风机技术 2018年3期2018-07-13
- 等熵Chaplygin气体动力学系统三片常数的黎曼问题
情形中出现了δ-激波和简单波。特别地，对于系统(2)带有初值t=0:(ρ,u)(0,x)=的一维黎曼问题，解中一个显著的特征是出现了δ-激波。从物理角度上讲，δ-激波的形成是由于粒子的高度集中。δ-激波由波的位置、传播的速度和权（集中粒子的质量）决定。因此，δ-激波可用来解释宇宙中大尺寸结构星系的形成过程或粒子的集中过程。本文考虑系统(2)带有以下3片常值的黎曼问题，这里ρi,ui(i=l,m,r)是常数，x01,x02是x轴上任意的固定点。关于3片常数的
安庆师范大学学报(自然科学版) 2018年2期2018-07-03
- 斜激波串与上游激波干扰特性试验研究
16)0 引 言激波串是超声速/高超声速气流在减速增压过程中出现的一种以激波与附面层干扰为主要特征的复杂流动现象[1]。通常激波与附面层相互干扰使得附面层形态发生变化，产生分离和再附，在管道内形成异常复杂的激波串或伪激波结构。根据来流条件的不同，激波串现象表现出两种不同的流场结构形态：λ型正激波串发生在上游马赫数较低时(1.52.2)。这种激波串现象广泛存在于吸气式高超声速飞行器进气道/隔离段、超声速风洞扩压段和超声速射流装置[2]等部件中，其流动特性与部
宇航学报 2018年3期2018-04-03
- 隔离段横向喷流作用下激波串运动特性研究
道和燃烧室，通过激波与边界层相互作用产生的激波串结构，匹配进气道与燃烧室工作条件，从而实现发动机较宽的工作范围[1]。大量关于激波串准稳态结构的研究[2-5]表明：反压、壁温[6]、截面形状[7-8]等因素，通过改变激波串的形态和长度，继而直接影响隔离段设计。然而，随着迎角[9]和反压[10-12]的变化，激波串在隔离段内的运动本质上是一个动态过程。此外，因上游进气道对气流的压缩作用，在隔离段内事先形成的反射激波(背景波系[13-15])也会影响激波串的运
实验流体力学 2018年5期2018-02-13
- 自由活塞激波风洞的入射激波衰减
0074自由活塞激波风洞的入射激波衰减朱浩*，江海南，张冰冰中国航天空气动力技术研究院，北京 100074自由活塞激波风洞产生的入射激波在行进过程中存在较大衰减，这种现象不仅降低了风洞喷管贮室的焓值、压力的量值和平稳性，而且也制约了风洞有效试验时间。针对自由活塞激波风洞结构特点，试图揭示入射激波衰减的主导原因。在忽略一些偶然性随机性因素后，重点对黏性衰减和反射膨胀波作用两个因素的影响进行了分析和比较。结果表明，在风洞主膜片打开时刻，活塞前脸与主膜片之间的短
航空学报 2017年12期2018-01-05
- 可压缩流动激波装配在格心型有限体积法中的应用
024可压缩流动激波装配在格心型有限体积法中的应用邹东阳1，刘君1, *，邹丽21.大连理工大学 航空航天学院，大连 116024 2.大连理工大学 船舶工程学院，大连 116024发展了一种基于格心型有限体积方法(FVM)的激波装配算法。通过定义网格节点属性可以灵活调用激波装配和激波捕捉计算方法。在使用激波装配方法时，激波节点运动速度和下游运动速度通过Rankine-Hugoniot(R-H)关系式获得，同时采用非结构动网格技术描述激波的运动以及调整其他
航空学报 2017年11期2017-12-20
- 振动激发对激波反射的影响
049振动激发对激波反射的影响彭俊1,2， 张子健1,2， 周凯1,2， 胡宗民1,2,*， 姜宗林1,21.中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室， 北京 100190 2.中国科学院大学 工程科学学院， 北京 100049定常激波反射分为规则反射和马赫反射，在不同条件下2种反射结构之间会相互转变。高超声速流动中的激波反射问题常面临高温气体效应，随着温度逐渐升高，最先出现的是空气分子振动激发。通过理论分析和定量计算，研究了振动激发对激波反射及
航空学报 2017年8期2017-11-20
- 波转子非定常泄漏流动机理
周期性出现的弓形激波及其反射激波是压力波动的根本原因；间隙内部泄漏过程存在3个主要的流动阶段；泄漏过程中通道激波传播速度不变、波后时均压力不变；在一定间隙宽度范围内，激波马赫数、激波静增压比与无量纲间隙宽度均呈线性关系，当间隙宽度从0增大到0.08时，激波马赫数衰减7.3%，激波静增压比衰减10.1%；泄漏流动通过泄漏产生的主膨胀波对激波传播过程施加影响，通道激波衰减本质上是理想激波与主膨胀波叠加效应的结果；泄漏损失预测模型与数值结果吻合良好。燃气轮机；
航空学报 2017年5期2017-11-20
- 轴流压气机特性计算及激波模型研究
压气机特性计算及激波模型研究蒋筑宇1，范召林1，刘 波2（1.中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳621000；2.西北工业大学动力与能源学院，西安710072）为快速准确预估轴流压气机特性和激波损失，基于轴流压气机S2流面流线曲率法，分别采用正激波模型和改进的双激波模型，对某型2级跨声速风扇特性进行数值模拟计算，得到了1 00%设计转速近设计点与99.76%设计转速近堵塞点的总体性能和气动参数，以及95%、1 00%和1 1 0%设计转速的特性曲线。通过
航空发动机 2017年2期2017-11-13
- 不同状态方程对固体介质中斜激波反射的影响1)
程对固体介质中斜激波反射的影响1)黄 萧 于 鑫2)(北京应用物理与计算数学研究所，北京100094)相比气体，固体介质在高压下的状态方程更为复杂，形式也多种多样．现有关于固体介质中激波反射的理论研究，一般直接采用某种状态方程，缺乏对采用不同状态方程得到的结果的对比．本项工作采用激波极曲线的理论分析方法，选择4种不同组合形式的状态方程(一次冲击激波采用线性的冲击波速度与粒子速度关系式，二次冲击激波采用Gr¨uneisen状态方程；一次冲击和二次冲击激波均采
力学学报 2017年5期2017-11-11
- 不同驱动气体对激波管校准系统特性的影响分析
）不同驱动气体对激波管校准系统特性的影响分析葛竹1，2，马铁华1，2，杜红棉1，2，秦泗超1，2（1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051；2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051）不同的驱动气体、膜片厚度、传感器外形结构差异等因素均会影响校准系统的准确度，该文主要针对不同驱动气体对校准准确度的影响进行对比分析。选取空气、N2、CO2和H24种气体作为高压区驱动气体，在相同厚度膜片下，根据兰基涅-胡果尼方程计
中国测试 2017年8期2017-09-11
- 激波汇聚效应对球形气泡演化影响的数值研究∗
5日收到修改稿)激波汇聚效应对球形气泡演化影响的数值研究∗梁煜 关奔 翟志刚†罗喜胜(中国科学技术大学近代力学系,合肥 230027)(2016年10月7日收到;2016年10月25日收到修改稿)利用三维程序,对比研究了汇聚激波及平面激波冲击下SF6球形气泡演化规律的异同,以期发现激波的汇聚效应对界面演化的影响.三维程序采用多组分可压缩欧拉方程,基于有限体积法,利用MUSCL-Hancock格式进行数值求解,可以达到时间和空间的二阶精度.相比平面激波,汇聚
物理学报 2017年6期2017-08-03
- 激波诱导火焰失稳与爆轰的条件研究＊
京210094）激波诱导火焰失稳与爆轰的条件研究＊朱跃进1，2，于 蕾1，张彭岗1，潘振华1，潘剑锋1，董 刚2（1．江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013；2．南京理工大学瞬态物理重点实验室，江苏南京210094）采用九阶WENO和十阶中心差分格式数值求解激波与火焰作用过程，考察了激波强度、火焰尺寸对激波与球形火焰作用过程的影响。结果表明，增大激波强度或火焰尺寸均可在流场中引发爆轰，但激波强度的影响更大，并且其引发的爆轰可使火焰迅速膨胀，放热率
爆炸与冲击 2017年4期2017-07-31
- 第IV类激波-激波干扰非定常性及其敏感因素分析
026)第IV类激波-激波干扰非定常性及其敏感因素分析肖丰收, 李祝飞*, 朱雨建, 杨基明(中国科学技术大学 近代力学系, 安徽 合肥 230026)针对高超声速二元进气道钝化唇缘位置可能出现的第IV类激波-激波干扰流动中的非定常振荡问题，采用基于有限体积方法结合网格自适应技术的VAS2D程序，数值求解二维可压缩层流Navier-Stokes方程，细致刻画了第IV类激波-激波干扰非定常流场中的复杂波系结构、壁面压力和热流分布，重点考察了入射激波位置、入射
空气动力学学报 2017年1期2017-03-15
- 一种形状可控的激波增强管道型线设计新方法
一种形状可控的激波增强管道型线设计新方法詹东文， 杨剑挺， 杨基明*， 朱雨建中国科学技术大学 近代力学系， 合肥230027激波管所产生的非定常运动激波，若强度和形状能够按照一定的设计要求进行可控条件下的调节，将可望为燃料点火燃烧试验等提供具有独到优势的研究手段。基于激波动力学理论，针对激波管中所产生的平面运动激波，通过设计特定的上下壁面收缩型线，使初始平面运动激波，经收缩段(包括光滑凹形曲线段、斜直线段和光滑凸形曲线段)的变形和强度增加，再以平面波面
航空学报 2016年8期2016-11-14
- 激波针气动特性及外形参数优化研究
阳621000）激波针气动特性及外形参数优化研究李永红，高川，唐新武（中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，四川绵阳621000）采用钝头体的飞行器在超声速特别是高超声速条件下，其前缘会形成头部弓形激波，进而带来较大的波阻，严重影响飞行器的气动性能。相关研究表明，在高超声速条件下，钝前缘安装激波针可以将激波推离物面，从而减小头部表面压力，是减小超声速钝体阻力的有效方法，但在超声速，特别是一些巡航速度不高（马赫数Ma=1.5左右）的导弹中，为满足射程
兵工学报 2016年8期2016-10-15
- 两道同侧扫掠激波作用下形成的三维平板边界层*
)两道同侧扫掠激波作用下形成的三维平板边界层*何刚，周进(国防科技大学 航天科学与工程学院， 湖南 长沙410073)为探索一种减弱扫掠激波/边界层干扰强度的侧压方式，采用数值计算方法研究两道同侧扫掠激波作用下形成的三维平板边界层。对三维边界层的流动机理进行研究，并与相同气流偏转角的一道扫掠激波作用下形成的三维边界层进行定量比较。研究表明，存在两道同侧扫掠激波时，第一道扫掠激波使侧壁附近边界层变薄，进而使第二道扫掠激波与再附形成的边界层的相互作用减弱，从
国防科技大学学报 2016年4期2016-10-10
- 暂冲式激波聚焦及起爆爆震的实验与数值模拟研究
3000)暂冲式激波聚焦及起爆爆震的实验与数值模拟研究何立明1，*, 荣 康2, 白晓峰3, 张永帅4, 陈 鑫1(1. 空军工程大学 航空航天工程学院, 西安 710038; 2. 中国人民解放军94710部队, 江苏 无锡 214142; 3. 中国人民解放军93256部队, 沈阳 110043; 4. 空军航空大学, 安徽 蚌埠 233000)开展了三维暂冲式激波聚焦及起爆爆震的冷态与热态实验,并采用WENO算法和块结构网格自适应加密算法进行了高精度
实验流体力学 2016年1期2016-06-23
- High Order Numerical Methods for LESof Turbulent Flows with Shocks
0190-14含激波的湍流流动高精度大涡数值模拟方法D.V. Kotov1, H. C. Yee2,*, A. Wray2, A. Hadjadj3, B. Sjögreen4(1. Center for Turbulence Research, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA; 2. NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA, 94035, USA;
空气动力学学报 2016年2期2016-05-12
- 激波在不同三角楔面内传播特性的数值研究*
201109)激波在不同三角楔面内传播特性的数值研究*郑 纯1，陈志华1，张焕好1，孙晓晖2(1.南京理工大学瞬态物理重点实验室，江苏 南京 210094；2.上海宇航系统工程研究所，上海 201109)激波在收缩管内的反射与聚焦会形成高温高压区，点燃可燃混合气并诱导爆轰，因此对爆轰发动机的点火具有重要意义。本文基于二维N-S方程，结合五阶WENO格式，对马赫数为6的正激波在三角形楔面内的反射与聚焦现象进行了数值研究。结果表明，楔面顶角的变化对激波的反射
爆炸与冲击 2016年3期2016-04-18
- 入射激波强度对抛物形凹腔内激波聚焦影响的数值研究
0191)入射激波强度对抛物形凹腔内激波聚焦影响的数值研究陈鑫1,2， 张强1， 何立明1， 王育虔1， 荣康1(1.空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038; 2.先进航空发动机协同创新中心, 北京 100191)为得到入射激波强度对抛物形凹腔内激波反射聚焦过程的影响，采用结构自适应加密网格和波传播算法，计算马赫数分别为1.1、1.3、1.5、2.0、3.0和4.0的平面入射激波在二维抛物形凹腔内的反射和聚焦过程。计算结果表明：入射激
兵工学报 2015年4期2015-11-11
- 微型激波管内部激波特性的数值模拟
60749）微型激波管内部激波特性的数值模拟张 光1，崔宝玲1，金英子1，金羲東2（1.浙江理工大学浙江省流体传输技术研究重点实验室，杭州310018；2.安东国立大学机械工程学院，韩国安东760749）为了研究微型激波管内部的不稳定流动和激波运动特性，采用数值模拟的方法对微型激波管内部流动进行分析。对比分析不同隔膜压力比（高压腔与低压腔的初始压力之比）和激波管直径对微型激波管内激波、交接面以及流体运动特性的影响，并与实验数据进行比较。结果表明：随着隔膜压
浙江理工大学学报(自然科学版) 2015年11期2015-10-31
- BC系列同频干涉激波清灰装置
BC系列同频干涉激波清灰装置的工作原理：激波/压力波发生器将压缩空气势能转化为一次高速气流，通过马达二次加速并瞬时频率释放，间断脉冲使加强管出口形成连续激波或连续压力波，利用加强管输送至积灰空间内。连续激波在有限空间内折射、反射、绕射、叠加，形成模糊等效强激波场，在有效激波场内，能够有效清除受热面灰垢、实焦体等。广泛适用于燃煤锅炉、燃油锅炉、垃圾焚烧炉、余热锅炉、电除尘器、布袋收尘器、下料斗、管道、仓室等部位积灰、挂焦、结皮的清除。激波吹灰装置的优势：①使
设备管理与维修 2014年3期2014-12-25
- AKW气体激波吹灰器在我厂锅炉系统的应用
先进的AKW气体激波吹灰器，这种吹灰器目前在国内使用较少。本文对该吹灰器的原理和实际使用效果进行总结分析。1 AKW型气体激波吹灰器介绍1.1 基本工作原理及吹灰机理一定压力的气体（压缩空气）通过具有特殊结构的激波发生器，每次脉冲产生持续时间大于100ms（毫秒）、强度可达5马赫（喷管管内激波强度）的数百道激波，加上同时产生的强烈声能、高速气体的冲击动能、气流的清洗效应，共同作用在受热面的积灰层或结焦层上，能够有效的清除受热面上各种不同类型的积灰或者结焦。
纯碱工业 2014年3期2014-09-15
- 一种用于RM不稳定性研究的竖直环形激波管的设计与验证
性研究的竖直环形激波管的设计与验证龙 桐，翟志刚，司 廷，罗喜胜（中国科学技术大学近代力学系先进推进实验室，合肥 230027）设计并加工了一套竖直环形同轴无膜激波管，可用于环形汇聚激波诱导下的Richtmyer-Meshkov不稳定性实验研究。与前人工作相比，本文在流体界面的形成以及流场的观测方法上做了较大的改进。通过实验和数值方法，对该竖直激波管产生的环形柱状汇聚激波的参数进行测量和分析，验证了同轴激波管形成柱状汇聚激波方法的可行性和可靠性。在界面形成
实验流体力学 2014年6期2014-07-10
- 反射激波作用下两种重气柱界面不稳定性实验研究
30027）反射激波作用下两种重气柱界面不稳定性实验研究何惠琴，翟志刚，司 廷，罗喜胜（中国科学技术大学近代力学系，合肥 230027）在水平方形激波管中对两种无膜重气柱界面（分别是SF6和氩气）在反射激波作用下的不稳定性发展进行了实验研究。气柱界面采用射流技术形成，实验采用连续激光片光源照射流场，乙二醇作为示踪粒子，并用高速摄像机对流场进行拍摄，获得了入射激波以及反射激波共同作用下，两种不同气柱界面的演化过程。实验结果表明，两种气柱的Atwood数不同，
实验流体力学 2014年6期2014-07-10
- 热激励在超声速进气道内对激波诱导的边界层分离的控制机理
超声速进气道内对激波诱导的边界层分离的控制机理严红，王松（西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710072）通过数值模拟的方法研究了马赫5的超声速进气道内，热激励对激波／边界层相互作用的控制机理。研究了热激励器放热功率（E）、热激励器展向放置数目（N）和热激励器到控制激波的距离（S）三个参数在超声速进气道内激波控制和边界层分离改善中的表现。分别针对以下四种条件进行了数值模拟：1）E＝2kW、N＝2、S＝0．02m；2）E＝3k W、N＝2、S＝0．0
空气动力学学报 2014年6期2014-05-05
- 冷激波灭火系统中激波对灭火效果和周边环境的影响＊
设备应运而生，如激波灭火［1］。对激波灭火的真正研究始于20世纪90年代初，A.M.Grishin等［2］从实验、模拟和实际观察等方面对激波与林冠火相互作用做了研究。张艳等［3］、常熹钰等［4］通过实验和数值模拟发现激波可以扑灭林冠火。但激波的高温、高压特性使激波在灭火的同时也会对火场周边造成不同程度的损伤。沈兆武等［5－6］结合 FAE （fuel－air explosive）战斗部思想提出了冷激波灭火的方法，该方法通过把激波能量转化为灭火介质的动能作用
爆炸与冲击 2013年1期2013-09-19
- 矩形凹槽管道中激波传播的数值研究＊
100083）激波在管道内传播过程中经常与不同几何形状的障碍物相互作用，并发生反射、绕射、激波诱导涡、激波与涡作用等系列流体物理现象，因而一直受到关注。另外，研究中发现，若障碍物形状合适，则可使激波强度加速衰减，因而可广泛应用于爆炸产生的激波灾害防治。D.S.Dosanjh［1］提出利用激波与矩形障碍物作用对激波进行衰减，并进行了实验研究，详细分析了激波与矩形障碍物碰撞产生的复杂波系结构。A.Sasoh等［2］利用全息干涉测量对弱激波通过穿孔壁面的过程进
爆炸与冲击 2013年1期2013-06-20
- 三维双楔面定常超声速流动研究
会形成复杂的三维激波／激波相互作用和激波／边界层相互作用，影响飞行器的气动性能。又如对于超燃冲压发动机三面压缩进气道，双楔面超声速流动形成的三维激波结构会导致低总压区的形成，降低进气道的总体性能。过去的几十年里，人们对于该问题给予了足够的重视并开展了较多的研究［1－7］。Charwat等［1］对该问题做出了较早的研究，并依据实验结果阐述了三维激波相互作用后形成的桥激波、透射激波等基本波系结构。Watson等［2］通过实验发现透射激波与边界层相互干扰形成的三
空气动力学学报 2012年6期2012-10-21
- 激波绕射碰撞加速诱导爆轰的数值模拟*
明，当一定强度的激波在可燃气体中传播时，障碍物的存在同样会加快诱导爆轰产生。这主要是由于激波在绕经障碍物时，形成的反射聚焦等形成局部高温与高压点，导致气体被点燃并发生起爆。然而，激波的起爆效果与障碍物本身特性、所处位置及其作用方式密切相关。C.J.Brown等［1］对激波翻越管道底部矩形障碍物产生的反射与衍射诱导爆轰过程进行了实验研究。结果表明弱激波经多次反射后可以点燃反应物并诱导爆轰发生。C.K.Chan［2］通过实验表明在含有H2/O2预混气体的管道中
爆炸与冲击 2011年4期2011-06-20