超声速进气道运动激波结构稳定性分析

发布时间：2017-09-11 15:00

  本文关键词：超声速进气道运动激波结构稳定性分析

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【摘要】：超声速进气道是冲压发动机的核心部件,进气道内激波稳定性与经济性的矛盾是制约冲压发动机性能提升的重要因素,运动激波的稳定性变化与这种矛盾密切相关。激波动态在进气道不起动时发生突然变化,对应了动力系统结构不稳定的概念。对运动激波结构稳定性的研究能帮助认识进气道不起动蕴含的数学规律,指导提出提高激波稳定性能的方法。本文以运动激波的结构稳定性稳定性为对象,研究了其与进气道不起动现象的相互联系与规律,并从中寻找到缓和运动激波稳定性与经济性矛盾的理论方法。首先,利用描述进气道储存效应的容积效应、描述扰动波传递延迟与幅值变化的扰动波动态、描述激波运动速度变化的激波动态作为主导动态对进气道内激波运动动态进行了建模研究,并将激波动态拓展到磁流体动力学的领域研究了磁流体激波动态。其次,通过模型仿真研究了进气道不起动现象与运动激波结构稳定性之间的联系。根据运动激波相空间的两种不同拓扑结构对进气道不起动现象进行分类,分别分析了不同拓扑结构下进气道不起动现象发生时的激波运动动态,研究了两种不同拓扑结构下发生不起动的不同临界条件。然后,分别研究了电场与磁场对磁流体运动激波结构稳定性的影响,并由此分析了磁场单独作用和电磁场共同作用对两种进气道不起动现象中运动激波动态及相空间的拓扑结构的影响规律。最后,研究了通过电磁场作用提高运动激波稳定性能来缓和运动激波稳定性与经济性矛盾的理论方法,利用可以判断磁流体激波稳定性变化的临界准则,分析了电磁场能提高运动激波稳定性能的条件以及对应的电磁场区域,并研究了其他参数对该区域的影响规律。
【关键词】：运动激波 结构稳定性 进气道不起动 磁流体动力学
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK403
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-21
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-11
• 1.2 国内外研究现状11-19
• 1.2.1 激波机理与运动动态研究现状11-14
• 1.2.2 磁流体动力学与超声速飞行研究现状14-16
• 1.2.3 磁流体激波研究现状16-19
• 1.3 论文的主要内容和章节安排19-21
• 第2章 超声速进气道磁流体动力学建模21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 物理模型与假设条件21-23
• 2.3 磁流体激波动态模型23-36
• 2.3.1 容积效应23-25
• 2.3.2 扰动波的传递25-26
• 2.3.3 磁流体激波运动模型26-36
• 2.4 模型无量纲化36-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章超声速进气道不起动与结构稳定性39-59
• 3.1 引言39
• 3.2 超声速进气道不起动现象39-43
• 3.3 进气道不起动与运动激波结构稳定性43-50
• 3.3.1 结构稳定性与分岔概念43-45
• 3.3.2 运动激波结构稳定性分析45-50
• 3.4 基于平衡点性质的进气道不起动分析50-58
• 3.4.1 进气道内无稳定平衡点的进气道不起动51-53
• 3.4.2 进气道内有稳定平衡点的进气道不起动53-58
• 3.5 本章小结58-59
• 第4章 电磁场作用下的超声速进气道动态仿真59-77
• 4.1 引言59
• 4.2 磁场单独作用时的磁流体激波动态59-66
• 4.2.1 磁场对有稳定平衡点的不起动影响61-62
• 4.2.2 磁场对无稳定平衡点的不起动影响62-66
• 4.3 电磁场作用下的磁流体激波动态66-71
• 4.3.1 电磁场对有稳定平衡点的不起动影响69-70
• 4.3.2 电磁场对无稳定平衡点的不起动影响70-71
• 4.4 缓和激波稳定性与经济性矛盾的电磁场作用方法71-76
• 4.5 本章小结76-77
• 第5章 电磁场作用下磁流体激波稳定性变化的临界准则及分析77-98
• 5.1 引言77
• 5.2 电磁场作用下磁流体激波稳定性的不同变化77-80
• 5.3 电磁场作用下磁流体激波稳定性变化临界准则的构建80-83
• 5.4 磁流体激波稳定性能能否提高的临界条件及影响因素83-97
• 5.4.1 临界条件83-90
• 5.4.2 影响因素90-97
• 5.5 本章小结97-98
• 结论98-100
• 参考文献100-107
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果107-109
• 致谢109

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本文编号：831399