《激波誘導分離的非定常效應》是2022年科學出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名:激波誘導分離的非定常效應
- 作者:[波] P.多爾夫(Piotr Doerffer)
- 出版時間:2022年10月1日
- 出版社:科學出版社
- ISBN:9787030727985
《激波誘導分離的非定常效應》是2022年科學出版社出版的圖書。
《激波誘導分離的非定常效應》是2022年科學出版社出版的圖書。內容簡介《激波誘導分離的非定常效》圍繞跨聲速翼型、噴管流動、斜激波反射三種基本構型介紹激波/邊界層干擾非定常問題的研究進展,給出大量的非定常壓力、氣動力實驗數...
實際氣體有粘性和傳熱性,這種物理性質使激波成為連續式的,不過其過程仍十分急驟。因此,實際激波是有厚度的,但數值十分微小,只有氣體分子自由程的某個倍數,波前的相對超音速馬赫數越大,厚度值越小。激波的形成 激波可視為由無窮多的微弱壓縮波疊加而成。數學家B.黎曼在分析管道中氣體非定常運動時發現,原來連續...
開展了高超聲速進氣道大尺度分離的流場結構及流動特性的實驗研究,獲得了進氣道激波誘導邊界層分離流動的精細三維流場結構,構建了流動的三維特徵。開展了大尺度分離的非定常流動特性的研究,觀測到進氣道起動/不起動的過程;基於邊界層分離的自由相互作用理論,建立了大尺度分離流動的時均流場結構模型,實現了對進氣道不起...
總體來講,航天飛行器的非定常環境是粘性流動作用的結果,並且都與流動分離有關:物形變化導致的分離或者激波-邊界層干擾誘發的分離,分離流動的進一步發展形成更複雜的非定常流動。因此航天飛行器非定常氣動環境的預測本質上是對強粘性作用下分離流動的精確模擬,進而提取有用的氣動載荷。本項目以航天飛行器面臨的非...
由於分流楔後緣存在了較強的剪下流層與膨脹波系,增厚了入射激波的寬度,緩解了入射激波強度,入射激波與壁面干擾產生反射,但反射激波角度明顯小於無分流楔控制時分離渦頂部產生的反射激波角度,在激波干擾區附近未發現明顯的激波誘導流動分離現象,證實了分流楔的可對激波/附面層干擾流動分離現象進行有效的抑制。
2. 開展了匯聚激波誘導下單模界面演化的實驗研究,獲得了界面演化的定量結果,發現Rayleigh-Taylor效應會降低擾動增長率,甚至導致界面發生提前反相; 3. 開展了擾動匯聚激波誘導無擾動界面演化的實驗研究,獲得了與平面激波不同的擾動匯聚激波的傳播規律,發現了擾動激波誘導界面失穩與經典界面失穩機制的不同 平面激波...
理論方面用準渦格法計算了具有分離渦流的單獨機翼上的非定常流動;用特徵面上的相容關係計算了無粘性可壓縮三維流動;用積分關係法或有限元法簡化差分格式產生一些混合方法,計算了有激波的一維非線性問題。此外,還得到幾個新的解析解:有抽吸的多孔平板運動造成的二維不可壓縮非定常流動納維-斯托克斯方程的解析解;...
②非定常過程引起了流動圖像的改變,例如激波運動、分離點變化、流態改變、漩渦脈動等等,高頻與低頻振動兩者的影響不一樣,而且非定常流往往不能搬用定常流的結論,因此出現了不少新現象、新問題;③多種因素耦合,涉及氣動彈性動力學問題。套用 非定常空氣動力學正在迅速發展,主要是由於工程實際問題的推動。飛行器...
超聲速圓柱底部流動包含許多複雜的流動現象,如分離渦、激波,膨脹波等,適合用來對計算方法進行考核。控制方程採用三維非定常 NS 方程,採用基於SST 模型的IDDES 方法進行模擬。無粘通量計算採用重構-通量分裂法,重構採用基於特徵變數的5 階WENO重構,通量分裂採用 AUSMPW+格式,粘性項採用Gauss定理計算,時間推進採用...
本研究將以基於求解非定常雷諾平均Navier-Stokes方程的數值模擬和高效的全局數值最佳化方法為手段,將針對不確性飛行環境中非定常激波在動態鼓包的激勵作用下,激波的結構形態、控制之後波繫結構的穩定性以及激波控制過程中的非定常效應這幾個方面重點開展研究。結題摘要 激波控制鼓包是未來很有套用前景的降低激波阻力的...
三維非線性非定常流動研究的趨勢是:根據具體問題尋求特殊的求解方法。主要的研究課題是:非線性、分離造成的渦流、複雜的邊界條件、跨聲速流動、三維流動、有激波和有粘性的流動等。對分離的渦流做了許多實驗研究,比如用活塞式的裝置在液體中造一個或一串渦進行觀察和測量;用多分量雷射測速儀測量二維非定常分離流動...
通過高效並行技術及高精度大渦模擬技術,數值研究激波作用氣泡誘導渦繫結構演化特徵和形態的影響規律;發展針對超聲速問題的非定常渦邊界捕獲LCS方法,在精確捕獲到非定常渦邊界的基礎上提出了由非定常渦結構主導的燃料混合模型。隨後分別從流動和化學的角度對比分析給出了影響流動和燃燒耦合作用的關鍵因素,並且建立超...
噴射器是依靠流體間的相互混合、撞擊、摩擦來傳遞能量的,其內部的流動過程非常複雜,存在超音速流動、湍流、卷吸混合、激波等極為複雜的流動現象。這些非平衡、非定常流動現象的發生,使得噴射器內部的流動過程變得非常複雜。流體在超音速流動中強烈的可壓縮性,會表現出與亞音速許多不同的特徵,尤其壓縮波或膨脹波的...
2、為了精細地模擬非定常分離流動,構造了系列基於靜態結構格線的高階精度計算格式,並套用於非定常問題的數值模擬。主要包括:解決了高階精度WENO格式對含激波的流動模擬的不收斂問題,構造了一類具有譜解析度的線性和非線性緊緻格式、一類中心型三階非線性格式;發展了新最佳化方法、光滑度量、重線性化技術和分段多項式...
除了開展平面激波誘導不穩定性發展的工作以外,還開展了匯聚激波的相關工作。首先,研究了匯聚激波在斜劈/界面上非定常反射/折射現象,獲得了與準定常條件下不同的反射/折射規律,探索了流場的匯聚效應對反射/折射規律的影響;其次,開展了匯聚激波誘導下氣泡和氣柱界面演化的實驗研究,獲得了界面演化的初步定量結果;...
激波在空氣動力學中具有非常重要的實際意義。激波的數學理論就是研究氣體動力學Euler方程組的各類相關問題。本項目研究二維Euler方程組的Riemann問題、激波反射問題和氣體動力學燃燒問題。這都是激波數學理論研究的重點。研究擬定常流(非定常流的自相似解)的跨音流動。運用廣義特徵分析方法,研究確定自相似解在超音區的...
《非定常激波/附面層干擾下的渦脫落研究》是依託清華大學,由張宇飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 非定常激波/附面層干擾導致的渦脫落現象是民用飛機跨音速抖振的主要原因,關係著飛機的安全性。該問題是計算流體力學領域的研究熱點和難點。本申請針對非定常激波/附面層干擾現象,發展和套用先進的計算...
初步實驗研究結果表明,非定常自由流的影響作用是明顯的,隨著流動速度的加速和減速,激波的強度和位置都發生改變。關於三角翼在非定常自由流中的研究情況,Lambourne和Bryer首先觀察了風洞中流速加速和減速時渦的破碎位置。他們發現,當流動速度增加時,渦的破碎位置向上游移動,而減速時情況相反,當自由流速度回到穩定...
技術等光學試驗觀測手段,輔以混合LES/RANS數值模擬方法,獲取自由空間中粘性條件下和受限通道內激波反射遲滯現象的流場結構和流動發展過程;通過對流場演化規律的分析,明晰進氣道高馬赫數起動過程遲滯、隔離段下游反壓改變引起進氣道流場結構遲滯、進氣道內激波誘導分離區遲滯等現象的流動機理,從微觀層次剖析進氣道內的激波...
即對流場中激波的計算。激波可視為由無窮多的微弱壓縮波疊加而成。數學家B.黎曼在分析管道中氣體非定常運動時發現,原來連續的流動有可能形成不連續的間斷面。激波數值處理,用數值計算處理流場中激波的一種近似計算方法。激波計算過程中分也存在不穩定問題和數值振盪問題。激波 超聲速氣流中的強壓縮波。氣體中微弱擾動...
在空氣動力學的研究中激波的運動(包括其生成、傳播、反射等)占著極其重要的地位,對激波運動的理論研究涉及許多困難的數學問題。本書以偏微分方程為主要工具對激波反射所涉及的數學問題做深入的分析。為方便讀者,本書結合以後展開討論的需要先介紹流體力學方程組以及激波的一些基本事項,然後對定常與非定常的激波反射...
在超聲速和高超聲速流場中,氣流經過使其受壓縮的拐角時所產生的激波會與邊界層相互干擾,不僅改變流場特性,也改變氣動加熱狀態。60年代以來,這方面的研究工作不斷深入,一方面探討干擾區域流動特性的一般規律,包括馬赫數和雷諾數的影響;另一方面,又同非定常分離流動、邊界層控制、壁面結構回響和環境等課題結合起來...
動態失速是一個非定常流動分離現象,它發生在重載旋翼(高拉力或高高度使用)上。在旋翼後行槳葉上會出現高攻角引起的動態失速,而在前行槳葉上則會出現因為激波誘導前緣分離引起的動態失速。研究歷程 傳統的靜態失速認為,當翼型來流迎角增大到某一定值時,在翼型表面會出現大規模流動分離而導致升力突然下降和阻力的...
1.主持國家自然科學基金項目,“動態反壓作用下激波串振盪機理及其周期性射流相位控制研究”。2.主持國家自然科學基金項目,“高超聲速進氣道非線性失穩與遲滯電磁流動控制”。3.主持航空科學基金重點實驗室項目“與拉瓦爾噴管不同軸條件下排氣擴壓器最佳化設計研究”。4.主持中國博士後科學基金面上項目“高超聲速進氣道不...
本項目將對理論進行高保真數值檢驗,並將其用於典型的帶旋渦、分離和激波及其相互作用的非定常亞跨超聲速複雜流場診斷。成果將能直接用於航空航天飛行器的可壓縮複雜流動診斷和最佳化設計。結題摘要 單一性質的流體運動可分解為以渦量為特徵變數的橫過程即剪下過程,和以脹量或熱力學變數(壓力、密度、焓、熵)為特徵...
本項目將對理論進行高保真數值檢驗,並將其用於典型的帶旋渦、分離和激波及其相互作用的非定常亞跨超聲速複雜流場診斷。成果將能直接用於航空航天飛行器的可壓縮複雜流動診斷和最佳化設計。結題摘要 單一性質的流體運動可分解為以渦量為特徵變數的橫過程即剪下過程,和以脹量或熱力學變數(壓力、密度、焓、熵)為特徵...
趙家權,劉培啟,趙文靜,代玉強,劉鳳霞,胡大鵬. 激波管中非定常凝結現象的數值分析,化工學報,2012 ,63(4):1050-1055. EI20121814985597。趙家權,劉培啟,劉鳳霞,趙文靜,李亮,胡大鵬. 激波管中非平衡可凝結流的流動分析,計算物理, 2012 ,29(5):707-712. EI20124415630879。劉培啟,胡大鵬,朱徹....
強激波及其誘導的氣體解離和燃燒進程與巨觀高速流動的強耦合構成了高溫氣體動力學學科的基礎,是高焓高超聲速流動需要研究的核心問題。熱效率極高的爆轟現象是一種強激波誘導的化學反應過程,對於發展先進的高超聲速推進有著非常重要的套用價值。爆轟是一種具有三維多波結構和明顯胞格特徵的複雜物理現象。近百年的大量研究...
為了最大程度的減小超燃衝壓發動機對激波誘導流動分離的敏感性,進而減小發動機不啟動的可能性,接近進氣道的邊界層應為湍流。基於目前對高超聲速飛行條件下細長、平面布局形式邊界層轉捩的認識,在Hyper-X的前體估計不會發生自然轉捩,因此需要邊界層控制裝置以確保在飛行條件下進氣道處是湍流邊界層。做為與機身完全一體...
系統研究超音速旋渦破裂機理。回答自由運動的超音速旋渦是否能夠破裂和正激波誘導的旋渦破裂是否具有非定常特性兩個目前爭議的問題。通過參數研究,給出自由超音速旋渦破裂的發生條件和正激波誘導的旋渦破裂出現非定常特性的條件。給出斜激波誘導旋渦破裂的發生條件以及激波變形和破裂區域內流場的演化規律。