高速流动PIV示踪粒子的跟随响应特性和湍流变动作用研究

发布时间：2021-02-18 22:19

　　飞行器在高速飞行过程中光学头罩周围的气动光学效应明显,深入研究高速流动PIV示踪粒子的跟随响应特性和湍流变动作用,对飞行器光学头罩周围复杂流场的准确实验测量具有重要参考意义。示踪粒子的良好跟随响应特性是高速流动PIV测量的前提,示踪粒子对流场较弱的湍流变动作用是保证实验所得结果不严重失真的关键。气相采用大涡模拟方法耦合离散相拉格朗日颗粒轨道模型,对尖劈模型、超声速混合层和后台阶模型进行了数值模拟。以数值计算所得粒径和布撒浓度为参考依据,分别对尖劈模型进行了PIV实验,两者结果一致。粒子跟随性与粒径成负相关,粒径越大粒子跟随性越差;布撒浓度与湍流变动作用成正相关,布撒浓度越大原始流场产生的变动就越明显。粒径为50nm且质量载荷为0.1092左右的布撒浓度能得到清晰激波边界和脱体位置的测量结果。对空间发展的二维超声速气固两相混合层在不同粒径、对流马赫数和布撒浓度下的粒子跟随性和湍流变动作用研究表明:粒径越小,速度响应越迅速,掺混能力越强,PIV示踪粒子跟随性越好;最大弥散距离随粒径的增大,先增大再减小,斯托克斯数在[1,10]区间内的粒子有最大扩散距离;相同粒径时对流马赫数越大,倾向性富集... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高速飞行器气动光学效应示意图

PIV测试系统示意图

- 5 -图 1- 3 本文研究思路Fig.1- 3 Research way of the paper计算模拟了不同粒径和布撒浓度下的示踪粒子在经过尖劈

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3040174