版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、壓縮拐角作為一種典型的氣動(dòng)外形,廣泛存在于超聲速飛行器的進(jìn)氣道、控制面等結(jié)構(gòu)中,由壓縮拐角引起的激波與邊界層相互作用會(huì)對(duì)飛行器的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生重要影響。對(duì)超聲速壓縮拐角流動(dòng)的研究不僅是復(fù)雜湍流機(jī)理研究的重要內(nèi)容,而且在飛行器氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等工程領(lǐng)域也具有十分重要的意義。超聲速壓縮拐角流動(dòng)具有明顯非定常性和三維特性,這對(duì)試驗(yàn)研究提出了一定的挑戰(zhàn)。本文采用試驗(yàn)研究的方法,在Ma=3.0的條件下從流動(dòng)顯示、結(jié)構(gòu)特征定量分
2、析和速度場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及流動(dòng)分離控制等方面分別對(duì)上游邊界層為層流、轉(zhuǎn)捩流和湍流的超聲速壓縮拐角流動(dòng)進(jìn)行了深入研究。
本文首先介紹了用于超聲速壓縮拐角流動(dòng)試驗(yàn)研究的風(fēng)洞和基于納米示蹤的平面激光散射技術(shù)(Nano-tracer Planar Laser Scattering)以及粒子圖像速度場(chǎng)技術(shù)(Particle Image Velocimetry),對(duì)NPLS和PIV測(cè)試系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述,并分析了納米示蹤粒子的跟隨性和測(cè)
3、試系統(tǒng)的分辨率以及誤差。
本文采用 NPLS技術(shù)分別對(duì)超聲速層流、轉(zhuǎn)捩流和湍流壓縮拐角在不同坡面角度下的流動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,獲得了壓縮拐角的精細(xì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)圖像,研究了時(shí)間平均的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征和流動(dòng)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演化特性。當(dāng)坡面角度為23°時(shí),三種壓縮拐角流動(dòng)均沒(méi)有出現(xiàn)流動(dòng)分離現(xiàn)象。當(dāng)坡面角度為25°時(shí),層流壓縮拐角出現(xiàn)了典型的流動(dòng)分離,邊界層的快速增長(zhǎng)引起了一道誘導(dǎo)激波,流場(chǎng)中出現(xiàn)了發(fā)卡渦、壓縮波和分離激波、再附激波等結(jié)構(gòu);轉(zhuǎn)捩流壓
4、縮拐角出現(xiàn)了一定程度的流動(dòng)分離,但分離區(qū)的長(zhǎng)度明顯較小,流場(chǎng)中沒(méi)有出現(xiàn)邊界層增長(zhǎng)引起的誘導(dǎo)激波;湍流壓縮拐角的邊界層在整個(gè)流動(dòng)過(guò)程中均表現(xiàn)為附著狀態(tài),并未出現(xiàn)流動(dòng)分離。當(dāng)坡面角度為28°時(shí),層流壓縮拐角邊界層分離加劇,分離區(qū)的長(zhǎng)度明顯增加,流動(dòng)分離區(qū)域的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜;轉(zhuǎn)捩流壓縮拐角出現(xiàn)了典型的流動(dòng)分離,分離區(qū)的長(zhǎng)度有所增加,分離區(qū)的末端一系列壓縮波匯聚形成再附激波;湍流壓縮拐角也出現(xiàn)了流動(dòng)分離,但分離區(qū)的長(zhǎng)度較短,流動(dòng)分離區(qū)域的結(jié)構(gòu)也相
5、對(duì)簡(jiǎn)單。
基于高分辨率的NPLS圖像,本文對(duì)超聲速壓縮拐角流動(dòng)的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了定量的分析,研究了邊界層的間歇特性,計(jì)算了邊界層擬序結(jié)構(gòu)的大小和結(jié)構(gòu)傾角以及邊界層分形維數(shù)。本文對(duì)層流和轉(zhuǎn)捩流壓縮拐角上游邊界層間歇因子的計(jì)算結(jié)果與Klebanoff對(duì)不可壓邊界層間歇因子的測(cè)量結(jié)果一致。在流動(dòng)分離區(qū)域,受到逆壓梯度的影響,其邊界層間歇因子的分布與上游區(qū)域存在明顯區(qū)別。通過(guò)空間相關(guān)性分析得到的邊界層擬序結(jié)構(gòu)均沿壁面法向逐漸減小,其中,
6、轉(zhuǎn)捩流壓縮拐角的邊界層擬序結(jié)構(gòu)沿流向逐漸增大,湍流壓縮拐角的邊界層擬序結(jié)構(gòu)沿流向先逐漸減小后逐漸增大。層流、轉(zhuǎn)捩流和湍流壓縮拐角的邊界層擬序結(jié)構(gòu)傾角均沿壁面法向逐漸增大。在層流壓縮拐角中,邊界層在不同發(fā)展階段的分形維數(shù)存在明顯差異,而在轉(zhuǎn)捩流和湍流壓縮拐角中,邊界層分形維數(shù)沿流動(dòng)方向的變化較小,并且基本不受坡面角度變化的影響。
采用PIV技術(shù)分別測(cè)量了超聲速層流、轉(zhuǎn)捩流和湍流壓縮拐角的速度場(chǎng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)坡面角度為25°時(shí),層流壓縮
7、拐角分離區(qū)中出現(xiàn)了明顯的回流運(yùn)動(dòng),剪切層結(jié)構(gòu)逐步成型并穩(wěn)定增長(zhǎng),x方向的速度分布表現(xiàn)為分層結(jié)構(gòu),y方向的速度分布體現(xiàn)了激波和流道壓縮對(duì)流動(dòng)的影響,分離區(qū)長(zhǎng)度為 Lsep-lam1=62.6mm;轉(zhuǎn)捩流壓縮拐角分離區(qū)中的回流運(yùn)動(dòng)范圍較小,其剪切層較薄,x方向的速度分布表現(xiàn)為分層結(jié)構(gòu),y方向的速度分布呈現(xiàn)傾斜“V”形區(qū)域,分離區(qū)長(zhǎng)度為L(zhǎng)sep-tran1=24.5mm;湍流壓縮拐角的流場(chǎng)中沒(méi)有出現(xiàn)分離,其剪切層較厚,存在劇烈的速度剪切。當(dāng)坡
8、面角度為28°時(shí),層流壓縮拐角分離區(qū)中的回流運(yùn)動(dòng)范圍擴(kuò)大,回流區(qū)內(nèi)存在較大的速度梯度,y方向速度分布的傾斜“V”形區(qū)域范圍有所擴(kuò)大并向上游移動(dòng),分離區(qū)長(zhǎng)度為 Lsep-lam2=86.0mm;轉(zhuǎn)捩流壓縮拐角分離區(qū)中的回流運(yùn)動(dòng)更為顯著,剪切層的厚度有所增加,x方向速度的分布延續(xù)了分層的結(jié)構(gòu),y方向速度的分布體現(xiàn)了激波和回流結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)的影響,分離區(qū)長(zhǎng)度為 Lsep-tran2=65.4mm;湍流壓縮拐角流場(chǎng)中出現(xiàn)了邊界層分離,但近壁區(qū)域回流
9、運(yùn)動(dòng)的范圍較小,x方向速度的分布表現(xiàn)為分層結(jié)構(gòu),y方向速度的分布體現(xiàn)了分離激波和流道壓縮的影響,分離區(qū)長(zhǎng)度為L(zhǎng)sep-tur=31.1mm。基于PIV測(cè)量的結(jié)果,本文對(duì)壓縮拐角的速度場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了POD(Proper Orthogonal Decomposition)分解,分析了速度場(chǎng)結(jié)構(gòu)的主次特征。
最后,采用微型渦流發(fā)生器分別對(duì)超聲速層流和湍流壓縮拐角的流動(dòng)分離進(jìn)行了控制研究,運(yùn)用 NPLS和PIV技術(shù)獲得了在渦流發(fā)生器控制
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 超聲速流動(dòng)分離及其控制的試驗(yàn)研究.pdf
- 帶后臺(tái)階超聲速光學(xué)頭罩流動(dòng)機(jī)理及其氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)試驗(yàn)研究.pdf
- 等離子體高能合成射流及其超聲速流動(dòng)控制機(jī)理研究.pdf
- 高超聲速飛行器-發(fā)動(dòng)機(jī)流動(dòng)控制研究.pdf
- 超聲速旋轉(zhuǎn)凝結(jié)流動(dòng)規(guī)律研究.pdf
- 超聲速方腔流動(dòng)及控制的數(shù)值模擬.pdf
- 高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)的理論預(yù)測(cè)與流動(dòng)控制.pdf
- 相變對(duì)高超聲速流動(dòng)的影響研究.pdf
- 高超聲速?gòu)?fù)雜流動(dòng)的湍流模型研究.pdf
- 考慮激波串的超聲速流動(dòng)燃燒模型.pdf
- 彈用超聲速進(jìn)氣道設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬和流動(dòng)控制研究.pdf
- 若干典型高超聲速激波干擾流動(dòng)特性研究.pdf
- 流動(dòng)分離及其控制的機(jī)理研究.pdf
- 基于記憶合金的高超聲速進(jìn)氣道流動(dòng)控制方法及驗(yàn)證.pdf
- 超聲速半球體繞流磁流體流動(dòng)控制數(shù)值模擬研究.pdf
- 高超聲速飛行器層板式小尺度側(cè)噴結(jié)構(gòu)分析與流動(dòng)機(jī)理研究.pdf
- 磁場(chǎng)中高超聲速弱電離氣體流動(dòng)特性研究.pdf
- 鼻錐鈍化軸對(duì)稱高超聲速進(jìn)氣道流動(dòng)特性研究.pdf
- 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)隔離段流動(dòng)機(jī)理及其控制的試驗(yàn)研究.pdf
- 超聲速氣流中的點(diǎn)火啟動(dòng)及其強(qiáng)化機(jī)理研究.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論