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在TVD格式的基础上,以修正限制函数的方法,将通常的TVD格式改造为性能更为优越的ENO格式,并利用这种有限差分格式求解欧拉方程和薄层N-S方程。分别数值模拟了激波管中运动激波与三种楔形物体相互作用流场;给出了激波在不同物体上的反射及波涡干扰过程中非定常流场的变化情况;算出的波系结构在与CARDC小型激波管中做的相关实验结果一致。 相似文献
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点火发动机点火喷流沿药柱通道传播过程是一个非常典型的非稳态流固耦合问题。采用流固耦合模拟方法对点火瞬态药柱通道内的流场以及在流场作用下药柱的结构完整性进行流固耦合分析,确定药柱通道各点压力上升产生的原因以及该过程中装药的应力应变情况。仿真结果表明在点火喷流沿药柱通道传播过程中,将出现超压较大的激波结构,造成装药通道内不同位置处出现程度不同的压力振荡;在激波向尾部传播阶段,药柱的应力传播落后于激波传播;在激波的反射阶段,药柱最大应力位于尾部翼槽底部区域。 相似文献
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运动激波绕尖劈流动的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
在激波管中进行双尖劈二维外形的激波绕流数值计算和实验研究,入射激波,M=1.8,用激光全息双爆光技术定量测定各瞬时的密度场。计算采用欧拉方程和有限体积法进行离散并采用高精度的TVD差分格式,计算与实验两者之间的比较,表明本文采用的计算方法对于解决尖点的绕流十分奏效,根据计算所获得的运动激波系,能够判断局部区域实验测量的密度场梯度方向,从而使密度场的定量测定获可靠度的结果。 相似文献
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廖振强 《气动实验与测量控制》1996,10(2):74-78
对激波在管道,活塞腔系统内运动的两种数值模型--一维非定常气体运动模型的二维轴对称气体运动模型,进行了数值模拟,其计算曲线与相应的实验曲线符合较好,表明基于Godunov格式的激波运动计算方法能成功地处理含有激波且边界条件复杂的管道系统内气体运动问题,因而能较精确地预测管道系统内详细的和变化过程,特别是预测激波在管道系统内的传播过程。 相似文献
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运动激波和旋涡相互作用的实验观察 总被引:1,自引:0,他引:1
本文介绍了平面运动激波和单个旋涡二维相互作用的实验。实验在方截面激波管中进行,实验中拍摄了激波和旋涡相互作用全过程的纹影照片,实验结果发现,运动激波通过涡核时发生激烈变形并在波后流场中产生圆柱形声波。 相似文献
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激波在通道口部绕射反射研究 总被引:3,自引:0,他引:3
在地下工程研究和设计中,地面运动的高速空气冲击波进入通道后的波动问题是非常重要和急待解决的问题,为了弄清激波进入通道后的传播规律,我们利用新近研制的光学激波管和其他激波管设备,对侧向激波进入通道后的各种模型进行了系统试验研究,观察了激波进入通道后的波动图像,获得了一些很有价值的成果。本文介绍了试验方法和设备,描述了在地面激波进入通道后在口部的绕射,反射波动图像和波后的多旋涡运动规律定量给出了通道口 相似文献
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基于响应面法的带喷流激波针参数优化研究 总被引:1,自引:0,他引:1
对基于响应面法的带喷流激波针参数优化方法进行了研究,优化目标是最佳减阻效果和最小喷流流量,优化参数是激波针长度、喷流出口总压和喷流出口直径,利用响应面模型对设计参数与响应目标的关系进行建模,样本点设计采用了Ⅳ-最优方法,样本点的气动响应通过数值计算得到,最后用期望函数法进行多目标寻优。研究表明:激波针长度、喷流总压和喷流出口直径与阻力呈现2阶或3阶非线性关系,且激波针长度和喷流出口直径耦合效应较强;响应面模型给出了阻力与各设计参数关系的数学表达式,仅用较少的样本点就获得了设计空间内任意参数组合的阻力预测值和置信区间,效率较高;通过响应面法获得了最优参数组合,其阻力预测值与校验结果相比精度较高;响应面法应用于带喷流激波针这类多参数、多目标优化设计问题中,有计算量小、结果可信、实用性强的特点。 相似文献
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运动激波在波前同向气流中传播时与壁面附近力界层发生的相互作用,既不同于定常的激波边界层干扰,也与普通激波管中端壁波与边界层的作用有很大差异。通过实验和数值模拟对这一问题进行研究表明,激波与边界层作用后,波面在壁面附近发生了明显弯曲,且触及壁面;弯曲的激波与壁面进一步作用后发生反射,由于波前气流速度不同,这种反射存在规则反射和马赫反射两种类型;由于激波反射,波后壁面附近形成了一个高压区;激波与边界层 相似文献
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用高分辨率的TVD格式对复杂的激波反射过程做数值模拟。激波斜壁反射计算结果与实验干涉照片、压力分布、密度分布均符合得很好。通过对运动激波绕射凸起物的数值模拟,得到非定常反射流场发展过程及复杂流场间断的清晰图谱。 相似文献
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激波与火焰的相互作用常发生在超声速燃烧和燃烧转爆轰过程中,为深入了解这一现象,采用带化学反应的三维Navier-Stokes方程,对平面入射激波及其反射激波与火焰的作用进行了计算研究,其中燃烧过程使用单步反应模型描述。研究结果显示:在受限空间内模拟激波与火焰作用,能更好地符合实验结果,从而体现出受限空间的三维效应;火焰在入射激波的作用下主要经Richtmyer-Meshkov不稳定而发生变形,此时火焰变形以物理作用为主,燃烧膨胀效果相对不明显;当反射激波与变形火焰再次作用后,火焰迅速膨胀变形,放热率维持在较高水平,此时化学反应过程起主要作用;在反射激波的作用下,变形火焰复杂三维涡结构的形成能强化热量与质量的输送,提高燃烧速率。 相似文献
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为了研究燃料射流隔板壁面扰动对于受限超声速反应混合层流场和燃烧特性的影响,基于抽象物理模型激波和膨胀波理论推演,得到了隔板诱发壁面扰动下的受限超声速反应混合层流场结构,并采用数值模拟方法进行了验证。数值结果表明,隔板诱发壁面扰动下的受限超声速反应混合层流场主要由冷态主导,且相对无隔板扰动多了回流区、激波、膨胀波、波与反应混合层相互作用等复杂现象。在此基础上,对于不同隔板厚度计算的结果表明,随着隔板厚度的增加,隔板下游的回流区增大,上下膨胀产生的压力不平衡加剧,反应混合层会产生偏斜,回流区厚度和偏斜距离与隔板厚度成正比。此外,第一道反射激波存在降低点火延迟的作用,且存在一个隔板厚度阈值,阈值以下随着厚度增加点火延迟随之降低。同时,后续的多道反射激波导致混合层发展的局部起伏和局部燃烧增强。 相似文献
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燃油箱作为飞机上易损性最高的部件,当其遭受高速射弹袭击时会产生破坏严重的液压水锤效应,直接威胁飞机安全,对水锤效应问题的数值研究具有重要意义。采用CEL方法对水锤效应问题进行数值模拟,首先同已有试验结果进行对比,验证数值计算模型的准确性;然后分析射弹入射速度、充液率对水锤效应的影响;最后对水锤效应的防护设计进行数值分析,优选防护结构设置形式。结果表明:水锤效应的破坏威力来自于冲击波,射弹动能越大、充液率越高,对油箱的破坏性越大;设置防护挡板能够在一定程度上降低冲击波对油箱结构的破坏程度,空气防护挡板结构的防护效果最佳。 相似文献
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本文首次提出了无波动,无自由参数的有限元离散方法,它是基于矢通量分裂后其物理传播特性,利用差分格式构造过程中对激波上下游不同性质的分析,对一维Euler方程进行了仔细分析,并将其推广到二维,轴对称的无粘,有粘方中,从计算实践看,这种方法简便、实用,对激波,分离,激波与边界层干扰的复杂流场有较好的分辨能力和计算稳定性,比以往的迎风有限元,加入Lapdius人工粘性修正的有限元有更好的流场分辨能力,使 相似文献
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Theintensiveresearchonthesubjectofsweptshockwave/turbulentboundarylayerinteractionshasbeenconductedandsupportedformanyyearsb... 相似文献
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Energetic particles constitute an important component of the heliospheric plasma environment. They range from solar energetic particles in the inner heliosphere to the anomalous cosmic rays accelerated at the interface of the heliosphere with the local interstellar medium. Although stochastic acceleration by fluctuating electric fields and processes associated with magnetic reconnection may account for some of the particle populations, the majority are accelerated by the variety of shock waves present in the solar wind. This review focuses on “gradual” solar energetic particle (SEP) events including their energetic storm particle (ESP) phase, which is observed if and when an associated shock wave passes Earth. Gradual SEP events are the intense long-duration events responsible for most space weather disturbances of Earth’s magnetosphere and upper atmosphere. The major characteristics of gradual SEP events are first described including their association with shocks and coronal mass ejections (CMEs), their ion composition, and their energy spectra. In the context of acceleration mechanisms in general, the acceleration mechanism responsible for SEP events, diffusive shock acceleration, is then described in some detail including its predictions for a planar stationary shock, shock modification by the energetic particles, and wave excitation by the accelerating ions. Finally, some complexities of shock acceleration are addressed, which affect the predictive ability of the theory. These include the role of temporal and spatial variations, the distinction between the plasma and wave compression ratios at the shock, the injection of thermal plasma at the shock into the process of shock acceleration, and the nonlinear evolution of ion-excited waves in the vicinity of the shock. 相似文献