高温非平衡效应下双楔绕流中激波干扰研究

发布时间：2021-08-26 17:10

　　激波-激波干扰普遍存在于高超声速飞行器周围流动中,其可能导致飞行器承受较大的压力和热流,从而对飞行器的安全性和可靠性有较大影响。气流通过激波时,会将大量动能耗散为内能,使得波后产生高温,高温则会导致气体分子振动能的激发、离解置换反应以及电离等的发生,气体组分和分子能量模态将随之变化,所有这些由于高温引起的现象被称为高温效应。在高马赫数激波干扰中,显然高温效应不可避免。研究表明,高温效应会明显改变激波的形状和位置、以及边界层分离区大小等流场特性。然而,目前很多有关激波干扰的研究并没有考虑高温效应,而采用理想气体模型来分析问题,这势必存在一定的不准确性。本文在考虑高温效应的情况下,对双楔绕流中V激波干扰规则反射波系和马赫反射波系转换以及双楔绕流中激波自诱导振荡进行了理论分析和数值模拟,分析了高温非平衡流中激波干扰特征和高温效应对激波干扰的影响。采用了Park双温模型和五组分空气化学反应模型,对激波后的高温非平衡气体进行描述。通过引入非平衡弛豫距离来改进理性气体模型下激波极线方法,使用非平衡激波极线,根据经典detachment准则和von Neumann准则,对双楔绕流中V类型激波两种波系... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 数值研究
    1.3 激波干扰与激波反射
    1.4 本文主要工作
第2章 高温非平衡物理模型和数值方法
    2.1 控制方程
    2.2 热力学模型
        2.2.1 多内能模式
        2.2.2 输运系数
        2.2.3 振动能方程
    2.3 化学动力学模型
    2.4 振动离解耦合模型
    2.5 数值方法
    2.6 本章小结
第3章 高超声速双楔绕流中Ⅴ类型激波规则反射与马赫反射转变
    3.1 高温非平衡激波极线方法
    3.2 Ⅴ类型激波干扰
    3.3 理论分析Ⅴ类型激波规则反射与马赫反射转变临界角度
    3.4 数值计算Ⅴ类型激波规则反射与马赫反射转变
        3.4.1 RR→MR
        3.4.2 MR→RR
        3.4.3 迟滞现象
    3.5 本章小结
第4章 高超声速双楔绕流中激波自诱导振荡
    4.1 冻结双楔绕流中自诱导振荡
    4.2 高温效应下双楔绕流中自诱导振荡
    4.3 大楔面角度下双楔绕流中的自诱导振荡
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]俄罗斯高超声速技术飞行试验计划(一)[J]. 刘桐林.  飞航导弹. 2000(04)
[2]氢氧爆轰直接起始的射流点火方法研究[J]. 张欣玉,俞鸿儒,赵伟,李仲发.  气动实验与测量控制. 1996(02)
[3]氢氧爆轰驱动激波风洞的性能[J]. 俞鸿儒,赵伟,袁生学.  气动实验与测量控制. 1993(03)
[4]球锥细长体等离子体鞘套分析[J]. 呼和敖德,胡振华,沈大才,邬惠欣.  空气动力学学报. 1983(01)



本文编号：3364638