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第十一届全国流体力学学术会议

作者：金龙易仕和陆小革国防科技大学空天科学学院应用力学系

在马赫3.4的超声速风洞中,分别对不同强度的入射激波与湍流边界层相互干扰进行了实验研究,利用纳米粒子示踪的平面激光散射(Nano-tracer-based Planar Laser Scattering,NPLS)技术获得了流场的精细结构图像;利用高频压力传感器获得了壁... 详细信息

在马赫3.4的超声速风洞中,分别对不同强度的入射激波与湍流边界层相互干扰进行了实验研究,利用纳米粒子示踪的平面激光散射(Nano-tracer-based Planar Laser Scattering,NPLS)技术获得了流场的精细结构图像;利用高频压力传感器获得了壁面压力信号;综合运用NPLS结果和压力信号结果对比分析了分离激波的流动结构和低频不稳定性。实验结果表明:随着入射激波强度的增加,分离区域逐渐增大;分离激波低频运动的范围也随之增加,且分离激波的激波脚的偏移量的统计结果满足正态分布;分离激波的激波脚的平均位置附近的压力信号与分离区域内的压力信号在频率较低时有较好的相干性,且两者的相位差约为π。

关键词：激波边界层分离激波低频不稳定性流动分离

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基于最小熵增原理的分离诱导的激波反射结构研究

基于最小熵增原理的分离诱导的激波反射结构研究

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作者：杨馨南京航空航天大学

学位级别：硕士

分离诱导的激波反射结构在高超声速飞行器的推进系统的内流场中广泛存在,这种流场结构容易受到外部因素的影响,导致其自身的流动参数变化剧烈,这种情况会对飞行器的推进系统性能产生不利的影响。因此,有必要对分离诱导的激波反射结构进... 详细信息

分离诱导的激波反射结构在高超声速飞行器的推进系统的内流场中广泛存在,这种流场结构容易受到外部因素的影响,导致其自身的流动参数变化剧烈,这种情况会对飞行器的推进系统性能产生不利的影响。因此,有必要对分离诱导的激波反射结构进行更细致地研究。本文首先将分离诱导的激波反射流场划分为三个子流场,综合运用最小熵增原理、自由干涉理论和无粘激波理论等方法对包括激波反射和边界层流动等结构在内的流场进行理论分析,给出了求解分离激波强度的最小熵增法和自由干涉法,按照这两种方法分别通过数值计算得到分离激波强度的两种理论分析解。针对两种理论解不一致的情况进行分析,认为两种理论解实际代表了不同含义的分离激波角,多重因素的综合影响导致了整个分离激波出现弯曲现象。还根据两种理论解的大小关系划分出不同的分离区规模。随后,通过CFD方法得到一系列模拟出来的流场结果,该结果与本文理论分析预测的结果吻合良好,验证了最小熵增法的可靠性。最后,总结分析可能影响分离诱导的激波反射流场的因素,给出数值模拟的结果,验证了膨胀波扇面角等因素对流场结构的影响。

关键词：激波反射激波边界层干涉分离激波最小熵增原理自由干涉理论膨胀波扇数值模拟

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高超声速进气道再起动特性及其影响因素数值模拟

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固体火箭技术 2011年第2期34卷 161-166页

作者：游进夏智勋王登攀方传波国防科技大学航天与材料工程学院长沙410073

以N-S时均化方程为控制方程,引入变比热容的热完全气体模型,采用k-ωSST湍流模型及自适应网格加密技术,对高超声速进气道再起动过程进行了二维准定常数值仿真研究。结果发现,当内收缩比较大时,分离激波即使打入唇口,大规模流动分离仍存... 详细信息

以N-S时均化方程为控制方程,引入变比热容的热完全气体模型,采用k-ωSST湍流模型及自适应网格加密技术,对高超声速进气道再起动过程进行了二维准定常数值仿真研究。结果发现,当内收缩比较大时,分离激波即使打入唇口,大规模流动分离仍存在,须继续增加来流马赫数(M∞),才能使进气道完全起动,即进气道可能存在没有溢流的不起动流场结构,这在已发表文献中还少有提及。深入分析表明,决定高超声速进气道再起动的关键因素是分离区前体形状和分离区后部逆压梯度,前者类似于一个虚拟楔面,楔角及分离激波角大小主要由附面层和来流条件决定,随M∞的增加而减小;后者主要受进气道内型面及内收缩比影响,对分离区大小及溢流量起决定作用。

关键词：高超声速进气道再起动特性分离激波内收缩比

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复杂流动条件下的激波/附面层干扰结构研究

复杂流动条件下的激波/附面层干扰结构研究

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作者：周博宇南京航空航天大学

学位级别：硕士

激波/附面层干扰结构是一种广泛存在于高超声速飞行器推进系统的管道中的流动结构,这种流场结构容易受到各种外部因素的影响,导致流场内流动参数极不稳定,呈现出非对称性和非定常性。这种情况会严重影响飞行器的推进系统性能,缩短器械... 详细信息

激波/附面层干扰结构是一种广泛存在于高超声速飞行器推进系统的管道中的流动结构,这种流场结构容易受到各种外部因素的影响,导致流场内流动参数极不稳定,呈现出非对称性和非定常性。这种情况会严重影响飞行器的推进系统性能,缩短器械使用寿命。因此,有必要对激波/附面层干扰结构进行更细致地研究。本文基于最小熵增原理和自由干涉理论,针对不同来流马赫数的超声速等直管道内的规则反射结构进行建模。基于斜激波串的前四道激波推导出等效反压和熵增因子,建立了由流动分离诱导产生的非对称斜激波串结构与上游流场和下游扰动因素之间的关系,考虑了附面层流动特性,以此预测斜激波串结构中的上、下壁面激波角大小和上、下壁面激波起点距离,并将理论分析结果与CFD数值模拟结果进行比较。该结果与本文理论推导结果符合情况良好,验证了两种理论相结合的适用性和有效性。最后在本文理论模型的基础上解释了影响非对称规则反射激波结构的不同因素,进行了分离激波强度与主要流场参数之间的关系分析。

关键词：激波反射激波/附面层干扰分离激波最小熵增原理自由干涉理论数值模拟

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