一种形状可控的激波增强管道型线设计新方法
本文选题:激波动力学 切入点:激波管 出处:《航空学报》2016年08期 论文类型:期刊论文
【摘要】: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,再以平面波面形状进入较小截面直管段的连续转变过渡,得到了强度增加的平面激波。进一步对所设计的典型型线分别采用数值计算和试验的方法,考核分析激波运动过程中的形状变化,验证了理论方法的可靠性。在此基础上,分析了型线设计的关键参数对激波增强幅度的影响,结果表明,相对于传统激波管方法,本文中所提出的收缩截面方法能更显著地增加平面激波强度;另外,还考察了初始入射激波马赫数对壁面型线和运动激波波面形状的影响,结果表明,对于较强的初始入射激波来说,壁面型线对入射激波强度依赖较小,也就是说,当实际入射激波马赫数即使稍偏离设计状态时,仍然能得到近乎完美的平面形状增强激波。
[Abstract]:If the intensity and shape of the unsteady moving shock produced by the shock tube can be adjusted under controllable conditions according to certain design requirements, Based on the shock dynamics theory, the plane motion shock produced in the shock tube is designed by the design of specific upper and lower wall shrinkage profile. The deformation and strength of the initial plane motion shock wave (including smooth concave curve segment, oblique straight line segment and smooth convex curve segment) are increased, and then the continuous transition of the plane wave surface into the straight section of the smaller section is obtained. The plane shock wave with increasing intensity is obtained. The numerical calculation and experimental method are used to test and analyze the shape change during the shock wave movement, and the reliability of the theoretical method is verified. The influence of the key parameters of profile design on the amplitude of shock wave enhancement is analyzed. The results show that the shrinkage cross section method proposed in this paper can increase the intensity of plane shock wave more significantly than the traditional shock tube method. The influence of the Mach number of the initial incident shock wave on the shape of the wall profile and the moving shock surface is also investigated. The results show that for the strong initial incident shock wave, the wall shape line is less dependent on the intensity of the incident shock wave, that is, When the actual incident shock Mach number deviates slightly from the design state, an almost perfect plane shape enhanced shock wave can be obtained.
【作者单位】: 中国科学技术大学近代力学系;
【基金】:国家自然科学基金(11132010)~~
【分类号】:V211.751;O354.5
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,本文编号:1576676
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