非定常柱状曲面激波反射的实验及数值研究

发布时间：2024-05-09 00:25

　　激波反射即在具有给定声阻抗的介质中传播的激波与具有不同声阻抗的介质倾斜作用时所发生的物理现象。激波反射现象在爆炸波传播和超音速飞行器设计等学术研究和工程应用中极为重要。近年来,曲面激波环境中的激波反射现象得到了学术界的广泛关注。然而,非定常曲面激波反射过程中壁面角通常是持续变化的,壁面角的持续变化与曲面激波及其诱导流场的相互耦合导致物理过程变得极为复杂而难以对其进行深入分析,因此目前的研究进展非常缓慢,缺乏对非定常曲面激波反射现象物理本质的理解。为探究曲面激波环境中的激波反射现象,本文开展了壁面角不变的柱状曲面激波单楔反射、柱状汇聚激波双楔反射及复杂条件下非定常规则反射(RR:Regular reflection)到马赫反射(MR:Mach reflection)转变的研究工作。主要内容总结如下:1)为孤立地研究曲面激波及其诱导流场所引入的非定常效应,针对汇聚及发散激波环境分别设计了相应的特殊曲面以消除壁面角变化所引入的非定常效应。首先利用基于激波动力学方法设计的柱状汇聚激波管和vas2d程序开展了壁面角不变的柱状汇聚激波单楔反射的实验及数值研究,随后利用vas2d程序开展了壁面角不变...

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１定常ＲＲ?（ａ）及定常ＭＲ?（ｂ）的波系结构示意图

第一章绪论??第１章绪论??１．１研究背景??激波是高速流动中的特有现象，激波面前后的物理量（如流场速度、压力??及温度等）呈强间断。当在具有给定声阻抗的介质中传播的激波与具有不同声??阻抗的介质倾斜作用时，发生激波反射现象［３］。ＭａｃｈＷ于１８７８年首次观测到??了激波反射现....

图１．２准定常ＲＲ?（ａ）及准定常ＭＲ?（ｂ）的波系结构示意图

?第一章绪论???１Ｓ?／＾）ａ?ｉｓ?ｙ??（ｌ）?＾（〇）．??Ｉ?Ｚ＾｜??图１．２准定常ＲＲ?（ａ）及准定常ＭＲ?（ｂ）的波系结构示意图。ｘ为三波点轨迹角。??波与直壁面倾斜作用的过程中，如图１．２所示，由于壁面角及激波强度均保持不??变，因此反射波系的类型保持不变且波系....

图１．４?（ａ）爆炸波与直壁面作用过程示意图

?第一章绪论???ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ＇－Ａｆｔｂｏｄｙ??Ｓｈｏｃｋ?Ｌａｙｅｒ?？＾?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ??????ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ????，乙??????＇?????Ｓｕｂｓ＾ｔｅｍ??Ｂ—?Ｉｈ？?ｒＬｉｎ?Ｆｕｅｌ?＼?Ｓｃｒａｍｊｅｔ?Ｅｎｇｉｎｅ??Ｆｏｒ....

图１．５斜激波及相应的流场参数

?第一章绪论???（Ｚ）??ｕｉ?，??图１．５斜激波及相应的流场参数。??ｈ?＝?－＾－＾?（１．６）??７?—?１?Ｐ??其中７、ｒ和Ｒ分别为比热比、温度和气体常数。在理想气体的假设下，仅需??两个热力学参数即可表征流场的热力学状态，此情况下守恒方程组中包含了八??个参数：ｕ....

本文编号：3968043