文档介绍：辽宁科技大学
硕士学位论文
Laval喷管内激波/湍流边界层干扰的数值模拟
姓名:骆洪亮
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:谢安国
20070301
摘要关键词:绻埽げǎ牧鞅呓绮悖げǎ牧鞅呓绮阆嗷ジ扇牛的D近年来,对于激波与湍流边界层相互干扰以及由此引起的边界层分离问题的研究主要是针对超音速、高超音速飞行器的外部流场,对于绻苣诓苛鞫的研究却鲜有发现。而研究绻苣诓苛鞫哂兄匾5难芯考壑岛拖质意义。本文就此问题进行了探讨与研究。文中所用喷管的参数取自宝钢肿B蹇籽跚古缤贰喷管收缩段取为五次方曲线,扩张段取为个弧度与收缩段连接,以空气作为工作介质,并采用半经验公式法对绻芙辛吮呓绮阈轏下。在数值模拟方面,应用有限体积法,采用瓵牧髂P秃婉詈弦式求解器对雷诺平均—方程进行了数值模拟。在对—方程的离散过程中,对流项采用具有二阶精度的二阶迎风格式,扩散项的离散采用中心差分格式。首先,分别应用狝,茁一瑀—三种湍流模型对绻苣诓苛鞒〗数值模拟,并对结果进行了比较,最终选用牧髂P妥魑1韭畚牡哪P停模型可以准确的模拟绻苣诩げㄓ胪牧鞅呓绮阆嗷ジ扇乓约坝纱艘鸬谋界层分离问题;之后,应用狝湍流模型计算得到喷管内部流场,发现激波形式为组合激波,并分析了其形成原因;通过改变喷管的背压,得到压力与正激波位置以及压力与边界层分离位置的量化关系,并拟合生成曲线。本文的研究结果以及研究方法,可为绻芰鞒∫约翱裳顾跗逖芯空提供参考依据。辽宁科技大学硕士学位论文摘要
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璋驽亟饶悼签名:镒缸期:一醒:之关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得辽宁科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料,与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解辽宁科技大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑辽宁科技大学硕士学位论文
论激波和湍流边界层干扰问题的研究意义以及其他许多气体动力学工作者从事这一研究,也取得了一些重要成果,但迄今够精确的反映了气体的流动规律。但是通过更深入的研究我们会发现,当激波入对于激波问题的研究,大部分是基于理想流体的条件,即在假定气体无粘性的情况下进行讨论的怀腥狭思げú隳谄宓恼承宰饔。这在很多情况下,足射到物体表面或在物体表面形成时,这些波将不可避免的受到边界层的约束与作用,出现一些特殊的现象。这些特殊现象在理想流体的问题中是被忽略的。但由于在某些场合下它对实际流动会发生重要的影响,有必要对它加以单独的研究。另一方面:由于激波的存在,激波前后压力的急剧增加还可能引起边界层的转戾,甚至分离,使边界层的形态和性质发生变化。所以,研究激波与边界层干扰以及由此引起的边界层分离这一问题是相当有必要的。激波与边界层的干扰问题,虽然是超音速气体流动中特有的现象,却是一个涉及面很广的研究课题,它是对当代流体力学、工程热物理、以及其它相关学科工作者的挑战。我们通常所说的激波与边界层干扰是指由于激波而产生的逆压力梯度引起的边界层分离和再附以及激波的分叉等。这一物理现象,广泛存在于各种涉及高速流动问题的装置的内部与外部的流场中。专门研究这一现象,是从,。在他们的实验中分别独立地改变气体马赫数和数,从而成功的对这一复杂的现象提供了一些说明。但是由于这一现象涉及激波和边界层这两个本来就比较复杂,有待开拓的领域甚广的课题,所以三十多年来虽有许多著名的学者如甒.,,人们并未更好地弄清楚这一复杂现象的物理本质和基本规律。相当长一段时间以柬,研究这一现象,主要是针对解决飞行器外部流动中的问题。但是近年来,随着高速喷管在各个不同领域的广泛应用和对流场的要求更高,对于喷管内部流动特性的研究有所增加,并取得了一定的进展。因此本文应用数值模拟的方法,对喷管内部流场进行了研究。通过对三者关系的研究,寻找规律,可以使我们更好的利用绻埽跎儆捎诩げㄓ氡呓绮的干扰而引起的能量消耗,得到更加高效的喷管,使得气流更加均匀、稳定。辽宁科技大学硕士学位论文
激波引起的边界层相互干扰现象的研究状况翌堑娌槔家钪骼价依季堑监目前对于激波与边界层干扰这一问题的研究方法大体可分为三种:其一,是通过实验手段对该问题进行研究。实验研究是人们早期认识这一问题的主要手段,随着实