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为得到不同入射激波马赫数对凹腔内径向入射激波聚焦过程的影响,对马赫数为1.25和2.18的径向入射激波在实验段内反射聚焦的过程进行了实验和数值模拟研究。用高速CCD拍摄了凹腔中气流流场的纹影图片,并采用保持强稳定性的龙格—库塔格式、加权基本无振荡算法和块结构动态自适应网格加密对激波反射聚焦的过程进行了数值模拟,实验和数值模拟结果吻合较好。复杂的激波形状及其之间的相互作用(如激波反射,激波聚焦和不同激波的相互作用)在实验和数值模拟中都能很好地观测到。通过比较不同马赫数入射激波的反射聚焦过程,发现较高的马赫数下聚焦后能产生射流,而较低的马赫数下却没有。同时发现,入射激波马赫数能影响二次激波出现的位置和强度,进而影响聚焦过程流场的紊乱程度。 相似文献
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轴向入射激波反射聚焦的实验和数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
为研究两级脉冲爆震发动机凹腔入口宽度对第2级凹腔中激波聚焦过程的影响,设计轴向入射激波聚焦的实验系统,对不同入口宽度下激波反射聚焦的过程进行了实验和数值模拟。采用纹影系统拍摄凹腔中的流场结构,并测量了凹腔顶点处的动态压力。采用保持强稳定性(SSP)的Runge Kutta格式、weighed essential non oscillation(WENO)格式和块结构网格自适应加密(SAMR)算法对激波反射、衍射和聚焦的过程进行了数值模拟,数值模拟结果和实验吻合较好。通过分析比较相同马赫数激波通过不同宽度凹腔的反射聚焦过程,发现较小宽度凹腔入口下激波反射和聚焦较强,顶点的压力峰值较高,激波聚焦诱导的射流较强。 相似文献
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两级入轨空天运输系统具有难度较低和经济性好的优点,级间分离是该运输系统设计的一项关键技术。相比前后串联级间分离,两级入轨上下两级间存在严重的激波相互干扰,直接影响分离物体的气动力矩。为了更好地模拟分离过程中两级之间的运动激波多次反射问题,本文结合非结构混合网格分布优化技术和压力比值激波识别技术,建立了用于级间分离运动过程的并行网格动态优化技术。基于计算流体力学软件NNW-FlowStar,完成了两级入轨运输系统并联分离过程的数值模拟。结果表明,采用网格动态优化技术,可实现级间复杂激波的精细捕捉,更精准地获得了强干扰下飞行器的气动特性,显著提高了并联分离过程中运动轨迹和姿态的预测精度。 相似文献
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导流块深度对楔形空腔内激波聚焦过程的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
为研究导流块深度对楔形空腔内径向入射激波聚焦过程的影响,对导流块深度分别为0、5、10、15mm的楔形空腔内激波聚焦的过程开展了实验和数值模拟研究。用高速CCD(charge coupled device)拍摄了楔形空腔中气流流动的纹影照片,用动态压力传感器测量了聚焦过程中流场的压力变化,并用高精度的数值方法对该过程进行了数值模拟研究。通过比较不同导流块深度下激波反射聚焦的过程发现:导流块深度越深,前导激波和压缩波两者聚焦的时间间隔越小,因此增大了激波聚焦的强度和空腔底部的压力峰值。导流块深度会影响二次激波形成的时间和发展程度,从而影响激波聚焦过程中楔形空腔内流场的紊乱程度。 相似文献
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二维双楔外形穿越激波流场特性及其数值分析 总被引:1,自引:1,他引:1
用数值方法求解非定常可压缩Navier-Stokes方程,模拟了双楔外形物体超音速穿越与之同向运动激波以及逆向运动激波两种穿越激波的全过程,给出了穿越过程中流场与运动激波产生剧烈的干扰所形成的复杂波系结构,两种穿越情况的激波干扰都呈现双马赫反射的特征。在追击穿越中,楔形物体追上激波后所受阻力急剧的变小;而在碰撞穿越过程中,物体碰到激波后阻力急剧增加,两种穿越情况楔形物体的气动力都发生的剧烈的改变。 相似文献
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通过对用于脉冲爆震引燃的内楔表面激波聚焦冷态流场的数值模拟,分析了不同角度内楔表面在激波聚焦时流场结构的不同特点。数值计算的结果表明:对于大内楔角的情况,激波进入内楔角之后产生规则反射,温度的大幅度升高发生在激波于内楔顶点反射之后;对于小内楔角的情况,激波进入内楔角之后产生马赫反射,温度的升高在入射激波到达内楔顶点之前就已经发生,而在入射激波于内楔顶点反射之后得到进一步的提升。同时,还对不同角度内楔的反射激波后气流温度进行了比较。 相似文献
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本文采用时间和空间方向均为二阶精度的TVD有限差分格式来数值模拟冲击波绕三角形、半菱形障碍物的非定常复杂流场,算出了与理论分析一致的流场结构,成功地捕获了激波,膨胀波,二次弱反射激波等物理特征。 相似文献
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研究高精度和高分辨率的差分格式对于复杂流场的数值模拟有重要意义。为了克服WENO-JS格式和WENO-Z在通量函数的一阶和二阶极值点处降阶的缺陷,基于重构权重系数的思想,设计一族映射函数并应用到五阶WENO格式中。近似色散关系表明,WENO-Pe的色散误差和数值耗散均小于WENO-JS、WENO-Z以及其他基于映射函数的WENO格式。新格式与其他格式数值模拟变形的高斯波问题,Sod激波管、Lax激波管、激波密度干扰问题等一维算例,Riemann问题、Rayleigh-Taylor不稳定性问题、双马赫反射问题等二维算例的结果表明:在精度阶相同的情况下,WENO-Pe格式拥有更良好的捕捉间断能力,分辨率更高,适合应用于复杂流场的数值模拟。 相似文献
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为研究脉冲爆震发动机的点火过程,用二维欧拉方程和Korobeinikov两步爆震模型对爆震波快起爆过程进行了数值模拟研究。用高温高压未燃气体点火方式来模拟试验中的电火花塞点火。研究表明:电火花塞的能量不足以直接点燃爆震波,爆震波是在经历了一系列反射激波的相互作用后最终建立的。激波.爆震波转捩是快点火过程,是爆震波建立的一个非常重要的机理。在设计点火装置时,火花塞要尽可能靠近壁面和拐角,以便产生高强度的反射激波。同时还要控制反射激波的方向,使之向未燃气体中顺利传播,才能起到很好的点火效果。 相似文献
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本文以数值方法研究了运动激波绕射矩形突台的非定常流场发展过程。计算中采用TVD格式,得到了清晰的流场变化图谱。从流场图中可分辨出旋涡的形式过程及分离域形态。研究结果表明,本方法可以很好地描述激波绕射方台形成的复杂流动过程,对流场间断有较高的捕获力。 相似文献
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针对斜激波入射流向涡对形成的复杂流动干扰现象,在来流马赫数6条件下,利用后掠斜坡式涡流发生器生成流向涡对,采用数值模拟结合激波风洞实验,研究了斜激波与流向涡对相互作用引起的激波变形和旋涡演变。结果表明,斜激波与流向涡对相互作用的剧烈程度大致分为强、中、弱三种。在强相互作用下,激波面向上游凸起的程度最剧烈,呈现类“T”字型特征,其对称面处接近于一道正激波,波后出现回流区和局部流动滞止,使得流向涡对发生破碎;在中等相互作用下,对称面处存在局部正激波,但没有出现回流区;在弱相互作用下,不再出现局部正激波。进一步地分析发现,斜激波与流向涡对相互作用产生的流向涡对破碎现象,不符合经典的激波作用下单个流向涡破碎理论的预测。采用流向涡对对称面处的气流参数,对经典的流向涡破碎理论进行修正后,能够预测本文流向涡对在斜激波作用下是否发生破碎。本文为掌握激波作用下流向涡对破碎现象的规律,提供了重要参考。 相似文献
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Alexeev Igor I. Belenkaya Elena S. Bobrovnikov Sergey Yu. Kalegaev Vladimir V. 《Space Science Reviews》2003,107(1-2):7-26
A magnetohydrodynamic model of the solar wind flow is constructed using a kinematic approach. It is shown that a phenomenological
conductivity of the solar wind plasma plays a key role in the forming of the interplanetary magnetic field (IMF) component
normal to the ecliptic plane. This component is mostly important for the magnetospheric dynamics which is controlled by the
solar wind electric field. A simple analytical solution for the problem of the solar wind flow past the magnetosphere is presented.
In this approach the magnetopause and the Earth's bow shock are approximated by the paraboloids of revolution. Superposition
of the effects of the bulk solar wind plasma motion and the magnetic field diffusion results in an incomplete screening of
the IMF by the magnetopause. It is shown that the normal to the magnetopause component of the solar wind magnetic field and
the tangential component of the electric field penetrated into the magnetosphere are determined by the quarter square of the
magnetic Reynolds number. In final, a dynamic model of the magnetospheric magnetic field is constructed. This model can describe
the magnetosphere in the course of the severe magnetic storm. The conditions under which the magnetospheric magnetic flux
structure is unstable and can drive the magnetospheric substorm are discussed. The model calculations are compared with the
observational data for September 24–26, 1998 magnetic storm (Dst
min=−205 nT) and substorm occurred at 02:30 UT on January 10, 1997.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
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建立了一种快速预测声爆传播特性的频域方法,基于传统Khohklov-Zabolotskaya-Kuznetsov (KZK)方程,描述声爆沿激波波阵面法线方向的传播。为了验证模型正确性,以NASA TD N-161中试件C为对象,首先基于不同网格,利用计算流体力学(CFD)方法得到超音速流场;将CFD结果作傅立叶变换后代入模型方程,快速求解声爆传播特性。预测结果与NASA实验结果符合很好,研究表明:预测方法能够捕捉声爆的非线性传播,声衍射项使得声场在远场趋于轴对称分布,远距离传播后声能量集中于低频分量。 相似文献
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本文提出了含脱体激波的叶栅有旋超音速流场的特征线起始线计算方法。采用激波嵌入法解完全的欧拉方程,计算了含脱体激波的多圆弧叶栅的超音速进口流场。本文发展了一种将超音速流场计算与亚音速扩散损失计算的尾迹法相关联的计算超音速叶栅损失的方法,可分别确定激波损失和亚音速扩散损失。 相似文献