首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 953 毫秒
1.
李逸翔  汪球  罗凯  李进平  赵伟 《力学学报》2021,53(9):2493-2500
高超声速飞行器强激波后高温气体形成具有导电性的等离子体流场, 电离气体为磁场应用提供了直接工作环境, 磁流体流动控制技术利用外加磁场影响激波后的离子或电子运动规律, 这可以有效改善高超声速飞行器气动特性. 激波脱体距离作为高超声速磁流体流动控制较为直观的气动现象, 受到研究者重点关注; 磁场添加后激波脱体距离发生变化, 其变化幅度直接反映磁控效果, 然而基于高超声速磁流体流动控制的相关理论模型较少, 需要进一步发展. 本文基于低磁雷诺数假设和偶极子磁场分布的条件, 通过对连续方程沿径向积分以及对动量方程采用分离变量的方法, 推导了高超声速磁流体流动控制下的球头激波脱体距离解析表达式. 理论分析结果表明, 激波脱体距离随着磁相互作用系数的增加而变大; 随着来流速度的增加, 磁相互作用系数变为影响激波脱体距离大小的主要因素. 本文理论模型可以达到快速评估磁控效果的目的, 对高超声速磁流体流动控制实验方案设计和结果分析具有一定的指导意义.   相似文献   

2.
喷流干扰是高超声速飞行高精度控制的一种有效手段,研究者们以往大部分都主要集中于连续流条件下喷流干扰效应的机理研究,并给出了喷流干扰流场的典型结构,而稀薄流条件下喷流干扰特性的实验数据还十分匮乏.本文利用JFX爆轰激波风洞产生高超声速稀薄自由流,基于平板模型开展不同喷流压力和自由来流参数对横向喷流干扰特性影响的实验研究,采用高速纹影成像及图像处理技术,获得稀薄流条件下喷流干扰流场演化过程及流场结构的变化规律.相比于无喷流条件形成的流场,横向喷流与稀薄自由流相互作用形成的流场结构更为复杂,喷流压力由于受到稀薄来流的扰动,斜激波会短暂穿透喷流干扰流场并延伸至楔形体上部.喷流干扰流场内桶状激波的影响范围随着喷流压力的升高而逐渐变宽,位于三波点上游的斜激波空间位置不会随喷流压力的变化而改变,而位于三波点下游的弓形激波则向上游移动,当喷流压力过低时,桶状激波不会与其他两种激波交汇形成三波点.高超声速稀薄来流压力的降低同样会使桶状激波的影响范围变宽,弓形激波同样也会向上游移动,但基本不会对斜激波空间位置产生任何影响.  相似文献   

3.
空腔流动存在剪切层运动、涡脱落与破裂,以及激波与激波、激波与剪切层、激波与膨胀波和激波/涡/剪切层相互干扰等现象,流动非常复杂,特别是高马赫数(M>2)时,剪切层和激波更强,激波与激波干扰更严重,对数值格式的要求更高,既需要格式耗散小,对分离涡等有很高的模拟精度,又需要格式在激波附近具有较大的耗散,可以很好地捕捉激波,防止非物理解的出现。Roe和HLLC等近似Riemann解格式在高马赫数强激波处可能会出现红玉现象,而HLLE++格式大大改善了这种缺陷,在捕捉高超声速激波时避免了红玉现象的发生,同时还保持在光滑区域的低数值耗散特性。本文在结构网格下HLLE++格式的基础上,通过改进激波探测的求解,建立了基于非结构混合网格的HLLE++计算方法,通过无粘斜坡算例,验证了HLLE++格式模拟高马赫数流动的能力,并应用于高马赫数空腔流动的数值模拟,开展了网格和湍流模型影响研究,验证了方法模拟高马赫数空腔流动的可靠性和有效性。  相似文献   

4.
本文根据圆球跨声速自由飞行实验的流谱结构,建立了低超声速圆球分离流动的流动模型,它成功地计算了考虑粘性分离影响的圆球绕流的后体流场。在计算得到的后体流场中,反映流谱特征的分离激波、尾激波、分离界面等,其位置和形状与实验结果吻合很好,因此本文给出了一种能反映真实流动情况的圆球后体流场介。  相似文献   

5.
带喷流激波针流动特性实验研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
采用动态测力、动态测压和纹影等风洞实验技术,对加装了带喷流激波针的钝头体的绕流特性、稳定和非稳模态的形成条件和机理进行了研究.结果表明:带喷流激波针流场存在稳态和非稳态两种模态,超声速喷流的压比大于临界压比时流动处于稳定模态,反之则为非稳模态;增大激波针长度可减小钝头体阻力,但达到一定长度后,进一步减阻的效果不再显著;增大喷流压比能够有效减弱再附激波强度,有利于缓解单独激波针的肩部热斑问题;非稳模态下波系自激振荡对再附激波在钝头体表面所围的区域影响剧烈,振荡是周期性的,且存在确定的主导频率,主导频率随喷流压力比增大而减小;自激振荡的产生是由于喷流出口周围的反压在喷流压比小于临界压比时无法获得持续的平衡而导致.   相似文献   

6.
圆球诱发斜爆轰波的数值研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
斜爆轰发动机是飞行器在高马赫数飞行条件下的一种新型发动机,具有结构简单、成本低和比冲高等优点.但是斜爆轰发动机的来流马赫数范围广,来流条件复杂,为实现斜爆轰波的迅速、可靠引发,采用钝头体来诱发.利用Euler方程和氢氧基元反应模型,对超声速氢气/空气混合气体中圆球诱导的斜爆轰流场进行了数值研究.不同于楔面诱发的斜爆轰波,球体首先会在驻点附近诱发正激波/爆轰波,然后在稀疏波作用下发展为斜激波/爆轰波.模拟结果显示,经过钝头体压缩的预混气体达到自燃温度后,会出现两种流场:当马赫数较低时,由于稀疏波的影响,燃烧熄灭,钝头体下游不会出现燃烧情况;而当马赫数较高时,燃烧阵面能传到下游.分析表明,当钝头体的尺度较小时,驻点附近的能量不足以诱发爆轰波,只会形成明显的燃烧带与激波非耦合结构;当钝头体的尺度较大时,流场中不会出现燃烧带与激波的非耦合现象,且这一特征与马赫数无关.通过调整球体直径,获得了激波和燃烧带部分耦合的燃烧流场结构,这一流场结构在楔面诱发的斜爆轰波中并不存在,说明稀疏波与爆轰波面的相互作用是决定圆球诱发斜爆轰波的关键.  相似文献   

7.
为了评估冷激波灭火弹爆炸后形成的激波对灭火效果和周边环境的影响,建立了一套纹影实验装置。通过纹影实验,观察了小尺寸下不同灭火介质爆炸抛撒后激波的形成和传播,并推算了冷激波灭火弹爆炸后油盆边缘附近的波后质点速度。观察发现,水基灭火介质爆炸抛撒后没有形成激波;而粉基灭火介质尽管爆炸抛撒后形成激波,但在油盆边缘附近激波强度较弱,波后质点速度小。与介质抛撒引起的可燃气体介质运动相比,激波对加快可燃气体介质运动的影响可以忽略。最后,通过高速摄影实验验证了激波对灭火效果的影响是可以忽略的。因此,冷激波系统中,激波对灭火效果和周边环境的影响是可以忽略的。  相似文献   

8.
从静/动态空腔膨胀模型的理论体系出发,介绍了空腔膨胀模型在不同方向上取得的成果,主要涉及理想侵彻条件的空腔膨胀压力计算模型及数值模拟方法和空腔膨胀模型在典型侵彻问题及复杂弹靶条件下的应用。在理想侵彻条件下的空腔膨胀压力计算模型中,主要讨论了靶体材料、屈服准则和状态方程对空腔边界应力的影响规律及空腔膨胀模型的适用性问题;根据数值模拟中初始条件的不同,介绍了空腔表面恒定速度/恒定压力两种数值模拟方法,证明了数值模拟方法的可靠性;整理了空腔膨胀模型的基本假设、适用范围、工程应用特点,列举了其在典型侵彻问题及多层复合靶板、约束靶体、弹体刻槽和异形截面形状弹体等复杂弹靶条件下的应用。针对空腔膨胀模型的研究现状,总结了目前空腔膨胀模型在冲击动力学领域的应用方向,归纳了空腔膨胀模型应用中尚存在的问题,展望了空腔膨胀模型下一步的重点发展方向。  相似文献   

9.
采用二维大涡模拟方法进行了空腔水流场的数值计算, 考察空腔前缘动量损失厚度及来流速度等因素如何影响空腔流的振荡, 同时考察了空腔长深比与空腔流振荡模式的关系. 用空腔水流场的粒子图像测速测量结果验证了数值计算的可信性.结果表明, 空腔水流是否发生振荡取决于壁面摩擦速度.瞬时涡结构和空腔阻力系数2个方面的特征显示空腔水流场有2种典型的振荡模式, 剪切层模式与尾流模式, 确定振荡模式的关键因素是空腔长深比.  相似文献   

10.
多障碍物通道中激波诱导气相爆轰的数值研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
王春  张德良  姜宗林 《力学学报》2006,38(5):586-592
应用数值模拟方法,研究了直通道中激波经过多块矩形障碍物时诱导 H2/O2混合气体起爆的物理机制. 研究表明:在前导激波强度不足以诱导波后气 体直接起爆的条件下,经过激波压缩的可燃气体也可能在远离激波的障碍物之间的凹槽部位 起爆;障碍物表面产生的压缩波、膨胀波和气流滑移面对可燃气体的起爆、爆轰波的形成和 传播过程有重要的影响;添加不同稀释比的氮气可以影响爆轰波后流场的温度分布;增加障 碍物的间距可以改变可燃气起爆位置.  相似文献   

11.
This work experimentally visualizes the interaction of a quasi-one-dimensional moving shock wave with a two-dimensional vortex in a soap film for the first time. A vertical soap film shock tube was used to generate a quasi-one-dimensional moving shock wave and a NACA-0012 airfoil intruded into the soap film was towed to shed the starting vortex. The interesting interaction phenomena were then visualized using a traditional high-speed flash photography. The concentration of sodium dodecyl sulfate (SDS) used was 0.5 CMC (critical micelle concentration) to keep the surfactant molecules behave as two-dimensional gases. A sequence of pictures shows that the shock is distorted non-symmetrically as it passes through the spiral vortex flow field and the vortex structure is compressed in the direction normal to the shock. These flow features observed in soap films are qualitatively similar to their counterparts in gases. In addition, the visualization of the interactions of a quasi-one-dimensional moving shock wave with a Kármán vortex street are presented.   相似文献   

12.
运用激波管技术研究了激波从管口喷出和在林带中传播这两个基本问题。给出了三方面的结果 :揭示了激波从管口喷出时的复杂流场 ,显示了主激波弯曲和衰减 ,二次激波的形成和合拢 ,涡环的长大和发展 ,以及涡环前缘出现正激波等基本物理现象 ;显示了激波在林带中的传播过程 ,取得了激波遇林地的反射 ,马赫杆形成 ,激波与林冠的相遇 ,林冠对涡环的阻滞效应等纹影照片 ;沿激波在林地的传播方向测量了地面压力 ,证实林带有明显的消波效应。  相似文献   

13.
The self-similar problem of the oblique interaction between a slow MHD shock wave and a tangential discontinuity is solved within the framework of the ideal magnetohydrodynamic model. The constraints on the initial parameters necessary for the existence of a regular solution are found. Various feasible wave flow patterns are found in the steady-state coordinate system moving with the line of intersection of the discontinuities. As distinct from the problems of interaction between fast shock waves and other discontinuities, when the incident shock wave is slow the state ahead of it cannot be given and must to be determined in the process of solving the problem. As an example, a flow in which the slow shock wave incident on the tangential discontinuity is generated by an ideally conducting wedge located in the flow is considered. The basic features of the developing flows are determined.  相似文献   

14.
Results of experimental studies of the unsteady flow around models of a stream moving behind the front of a very strong shock wave excited in an electromagnetic shock tube are presented. The flow establishment time in the stagnation-point region of blunt bodies is found.  相似文献   

15.
The objective of this study is to understand the flow structures of weak and strong spherical blast waves either propagating in a free field or interacting with a flat plate. A 5th-order weighted essentially non-oscillatory scheme with a 4th-order Runge-Kutta method is employed to solve the compressible Euler/Navier-Stokes equations in a finite volume approach. The real-gas effects are taken into account when high temperature occurs. A shock-tube problem with the real-gas effect is first tested in order to verify the solver accuracy. Moreover, unsteady shock waves moving over a stationary wedge with various wedge angles, resulting in different types of shock wave reflections, are also tested. It is found that the computed results agreed well with the existing data. Second, the propagation of a weak spherical blast wave, created by rupture of a high-pressure isothermal sphere, in a free field is studied. It is found that there are three minor shock waves moving behind the main shock. Third, the problem of a strong blast wave interacting with a flat plate is investigated. The flow structures associated with single and double Mach reflections are reported in detail. It is found that there are at least three local high-pressure regions near the flat plate. Received 27 July 2000 / Accepted 25 January 2002 – Published online 17 June 2002  相似文献   

16.
A criterial analysis of the effect of forced vibrations of airfoil surface elements on the shock wave structure of a transonic flow around the airfoil is performed. The parameter responsible for regimes of interaction of vibrationally moving zones of the airfoil with the closing shock wave is determined. The influence of this parameter on the wave drag of the airfoil is studied.  相似文献   

17.
In a flow of plasma, set up by an ionizing shock wave and moving through a transverse magnetic field, under definite conditions there arises a gasdynamic shock wave. The appearance of such shock waves has been observed in experimental [1–4] and theoretical [5–7] work, where an investigation was made of the interaction between a plasma and electrical and magnetic fields. The aim of the present work was a determination of the effect of the intensity of the interaction between the plasma and the magnetic field on the velocity of the motion of this shock wave. The investigation was carried out in a magnetohydrogasdynamic unit, described in [8]. The process was recorded by the Töpler method (IAB-451 instrument) through a slit along the axis of the channel, on a film moving in a direction perpendicular to the slit. The calculation of the flow is based on the one-dimensional unsteady-state equations of magnetic gasdynamics. Using a model of the process described in [9], calculations were made for conditions close to those realized experimentally. In addition, a simplified calculation is made of the velocity of the motion of the above shock wave, under the assumption that its front moves at a constant velocity ahead of the region of interaction, while in the region of interaction itself the flow is steady-state.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 1, pp. 86–91, January–February, 1975.  相似文献   

18.
可压缩流向涡与反向运动激波相互作用的实验   总被引:1,自引:1,他引:1  
对可压缩流向涡与反向运动激波相互作用的现象进行了实验研究.实验在94mm×94mm的方截面激波管中进行.在实验段上游安装了一个有限翼展平直机翼.当入射激波通过机翼后,波后2区气流在模型翼尖诱导出一条流向涡.入射激波在激波管端壁反射后,形成的反射激波在观察窗处和流向涡发生作用.实验中拍摄了激波与流向涡作用全过程的纹影照片,观察到了一些和定常激波与旋涡相互作用不同的现象,并与数值计算结果进行了初步比较  相似文献   

19.
基于ALE方程的动网格膛口流场数值研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
基于ALE(Arbitrary Lagrangian-Eulerian Equation)方程的有限体积法,采用高精度Roe方法及结构化动网格,利用嵌入网格技术及动边界条件,对弹丸由膛内高压气体推动射出到完全飞高初始流场的整个过程进行了数值模拟.根据数值结果绘制了膛口流场密度和压力分布的时序图,形象地再现了膛口流场中初始激波、弓形激波及膛口冲击波,以及接触闻断、漩涡和剪切层等的动力学发展过程.结果基本反映了膛口流场的典型变化特征,为进一步研究真实膛口流场(如带化学反应、湍流等)奠定了基础.  相似文献   

20.
本文探讨了一种新的激波-非定常边界层相互干扰现象,这种激波-边界层干扰现象既不同于定常激波-边界层干扰现象,又不同于激波在端面反射后与该激波所诱导的边界层之间的干扰现象,而是运动激波与稀疏波和第一激波所诱导的非这常边界层之间的干扰现象,本文对这种现象用微波动力学理论进行分析,并把这种干扰现象看成激波的绕射现象,同时在稀疏波破膜的双驱动激波管中进行实验观察,最后把理论分析与实验观察进行了比较。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号