超音速等离子体炬的磁流体动力学数值研究

针对设计的喉径2mm、工作电流为100A的拉瓦尔喷嘴,在二维轴对称模型的基础上,对超音速等离子体炬中的流动及其外部射流进行了数值模拟。通过在阳极喷嘴内部采用基于磁矢量势的磁流体动力学模型,避免了对磁感应强度的复杂积分计算,得到了喷嘴内部多场耦合的结果及外部射流的流动状态,分析了喷嘴内部电磁场对等离子体的加速作用及射流发展过程。结果显示,等离子体经历了亚音速→跨音速→超音速的发展过程,最终获得2.3 Ma的超音速射流。研究结果为超音速等离子体炬的工业应用提供了理论基础。     

绕弹丸超音速紊流底压计算

本文介绍一种考虑圆柱体上附面层状态对绕弹丸超音速紊流底压影响的计算方法，计算结果和有关文献提供的数据吻合得较好。     

带展向曲率的超音速混合层中扰动演化的研究

超音速混合层的流动不稳定性较之亚音速或不可压的混合层大大减弱，为了提高混合效率， 通过数值模拟的方法分别研究了展向曲率、展向速度、来流马赫数等因素对混合效率所 起的作用. 计算结果表明：在给定展向速度的情况下，带有展向曲率的三维混合层，曲率越 大三维扰动增长率越大，而且法向的卷起范围也越大. 当展向曲率不为零时，展向速度的增 大也能有效地增强混合能力. 由流场中的高频扰动波产生的涡，在向下游发展过程中会有破 碎、拉伸，低频扰动波没有发现这一现象. 对于有展向曲率和展向速度的混合层，提高来流 马赫数时，流场中最不稳定扰动的增长率仍很大. 因此，这是一种提高混合层混合效率的新 途径.     

推进－迭代算法计算效率的研究

本文对求解三维定常超音速动性流场的一次空间推进，在每一个推进站沿伪时间层局部迭代的推进－迭代算法作了进一步的研究．在每一推进站（侧向平面）沿伪时间层局部迭代时，给出了四种不同的隐式迭代方法，即沿侧面两个方向（法向和周向）全用隐式；法向隐式而周向采用Ｇａｕｓｓ－Ｓｉｌｄｌｅ来回扫描迭代；法向隐式而周向显式及以系数矩阵谱半径代替系数矩阵的简化标量隐式算法．用这四种算法模拟了三维球锥黏性绕流，给出了四种不同算法的计算效率和收敛特性比较．     

FOREBODY COMPRESSIBILITY RESEARCH OF HYPERSONIC VEHICLE

IntroductionTheintegrateddesignofairframe propulsionofhypersonicvehicleisoneofthekeytechnologyfortheair_breathingenginehypersonicvehicles[1～4 ].Thepurposestodointegrateddesignofforebody inletaretoputtheforebodyasthepre_compressiveramp ,toprovideuniformflowfield ,whichmeanssmallpressureandvelocitygradient,smallorientalangleofgasflowandlowaverageMachnumberattheentryoftheinlet,andenoughfluxfortheinlet,furthermoretomeetthedesignrequestofinlet.Ontheotherhand ,itmustbenon_sensitivetotheMachnumbera…     

超音速气流中受热壁板的稳定性分析

采用Galerkin方法建立二维壁板的非线性气动弹性运动方程，用一阶活塞理论模拟壁板 受到的气动力. 基于李雅普诺夫间接法分析了平壁板的稳定性，得到了壁板失稳的边界 曲线；采用牛顿迭代法分析了壁板的屈曲变形，进而分析了后屈曲状态下壁板的稳定性； 在时域中分析了后屈曲状态下壁板的颤振边界. 分析结果表明，为了保证计算精度， 在二维壁板的静态失稳及过屈曲变形分析中，至少要取二阶谐波模态；在平壁板的超音速颤 振(动态失稳)边界分析中至少应取四阶模态. 还对壁板的温升，壁板长厚比、壁板密 度和气流马赫数作了无量纲变参分析，研究了这些参数的变化对壁板稳定性的影响规律. 研 究中发现，当气流速压较低时壁板一般会稳定在低阶谐波模态的屈曲变形位置，但是如果系 统出现多个渐近稳定的不动点，即使作用在壁板上的气流速压很低，壁板也有可能在较低速 压下发生二次失稳型颤振.     

关于超音速多普勒效应的思考

超音速多普勒效应由于其不便于测量,基本停留在纯理论分析阶段,导致人们产生了一些错误的观点.本文通过逻辑分析、计算机软件模拟等手段,对超音速多普勒效应的音频时序进行了分析研究,找出了错误观点产生的原因,作出了相应的解释,并对错误观点进行了修正,提供了解决方案.     

NUMERICAL SIMULATION OF THE XZ TAURI SUPERSONIC ASTROPHYSICAL JET

Computational gas dynamical simulations using the WENO-LF method are applied to modeling the high Mach number astrophysical jet XZ Tauri, including the effects of radiative cooling. Mach 55 simulations of the pulsed proto-jet are presented and analyzed in terms of interacting nonlinear waves： terminal Mach disks, bow shocks, and Meshkov-Richtmyer instabilities of the leading jet contact boundary.     

多普勒漂移对超音速燃气流光辐射特性计算的影响

分析了超音速射流由于高速相对运动产生多普勒谱线漂移效应对光辐射特性计算的影响。通过采用逐线计算法对不同环境压力、气流温度、气流速度条件下超音速燃气射流在不同的红外光谱区(2.7微米谱带和4.3微米谱带)光辐射谱带积分强度的计算结果比较表明:多普勒漂移效应受环境总压影响最大,压力越大多普勒漂移的影响越小;随着温度升高多普勒漂移效应的影响降低;随着相对速度的增加,多普勒漂移效应的影响多数情况下是增加的。     

Basic function scheme of polynomial type

A new numerical method named as basic function method is proposed. It can directly discretize differential operators on unstructured grids. By expanding the basic function to approach the exact function, the central and upwind schemes of derivative are constructed. By using the second-order polynomial as a basic function and applying the flux splitting method and the combination of central and upwind schemes to suppress non-physical fluctuation near shock waves, a second-order basic function scheme of polynomial type is proposed to solve inviscid compressible flows numerically. Numerical results of typical examples for two-dimensional inviscid compressible transonic and supersonic steady flows indicate that the new scheme has high accuracy and high resolution for shock waves. Combined with the adaptive remeshing technique, satisfactory results can be obtained.