压缩性对涡环物理特征及其传播速度的影响规律

发布时间：2021-06-25 07:42

　　在3维可压缩流场中,涡环是最基本的涡结构.为了揭示压缩性对涡环物理特征的影响规律,基于有限体积法求解3维可压缩Navier-Stokes方程,研究激波管产生的轴对称可压缩涡环.可压缩涡环的可压缩性由局部马赫数与涡马赫数定量表征;可压缩涡环的形态特征分为3类,分别为亚声速特征、跨声速特征及超声速特征.在可压缩性的作用下,涡环的结构参数受到一定的影响:涡核内涡量的分布愈加偏离高斯分布,表现为涡量集中区域范围愈加狭窄;涡环半径随着可压缩性的增加逐渐增加;涡核半径先增加,在可压缩性更强且存在嵌入激波的情况下又略微有所减小;涡环的传播速度与可压缩性成正比,由涡马赫数计算得到的理论传播速度与计算结果基本一致,表明了传播速度理论公式同时适用于这3种特征的可压缩涡环. 

【文章来源】：上海交通大学学报. 2019,53(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图１激波管计算模型示意图（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｔｕｂｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ｍｍ）表网格信息

１０３２上海交通大学学报第５３卷图１激波管计算模型示意图（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｔｕｂｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ｍｍ）表１网格信息Ｔａｂ．１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｒｉｄ序号网格数ｘ方向ｙ方向ｚ方向总计Ｎ１２０１１１０２１４６４３１０Ｎ２４０１２１９３１２７２２３８９Ｎ３８０１４３８６１２１４０１１１８为了验证计算方法的正确性，在Ｒｐ＝１０及驱动段长度Ｌ＝２３０ｍｍ的条件下进行计算ＴＳ１－１，并将计算结果与文献［１８］中相同条件下算例的计算结果（ＴＳ２）进行比较，涡环生长过程中不同时刻涡环截面密度梯度云图对比结果如图３所示．由图３可见：ＴＳ１－１与ＴＳ２的涡核中心位置以及嵌入激波位置均较为一致（见图３（ａ））；ＴＳ１－１与ＴＳ２在对称轴图２不同网格条件下Γ随ｔ的变化规律Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆΓｗｉｔｈｔｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｇｒｉｄｓ图３ＴＳ１与ＴＳ２的涡环截面密度梯度云图对比结果Ｆｉｇ．３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｔｏｕｒｏｆｄｅｎｓｉｔｙｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆＴＳ１ａｎｄＴＳ２

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【参考文献】：
期刊论文
[1]活塞和圆盘涡环的运动学特征分析[J]. 秦苏洋,向阳,刘洪.  上海交通大学学报. 2016(02)



本文编号：3248813