水下超聲速準(zhǔn)二維垂直氣體射流研究.pdf

1、浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文水下超聲速準(zhǔn)二維垂直氣體射流研究姓名：郭強(qiáng)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：流體機(jī)械及工程指導(dǎo)教師：施紅輝20091218浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文S t u d y o n Q u a s i ·- T w o —- D i m e n s i o n a lS u b m e r g e d V e r t i c a lS u p e r s o n i c G a s J e t sA b s t r a

2、c tT h e t e c h n o l o g yo f g a sj e t s i s i ne x t e n s i v e l ya d o p t e di na e r o s p a c ee n g i n e e r i n g 、c h e m i c a li n d u s t r y 、m e t a l l u r g ye t c ．G a s j e t si na i r h a sa l r

3、e a d y b e e n s t u d i e dw i d e l y a n d d e e p l y , a n d c u r r e n t l ys u b m e r g e dg a s j e t sa l e a l s oa t t a c h e dm o r ea t t e n t i o n , a n dn o w g a s - l i q u i dt w o - p h a s e 、t

4、h ev i o l e n t l yi n t e r a c t i o nb e t w e e ng a sa n dw a t e r a n d t h ed y n a m i c a l i n s t a b i l i t yo ff l o wa l eb e c o m i n gt h ef o c a lp o i n t so f t h es t u d y o f t h es u b j e c t

5、 ；E s p e c i a l l y f o rt h es u b m e r g e d g a s j e t sa ts u p e r s o n i cc o n d i t i o n s ，t h ep r o b l e m o f f l o w i n s t a b i l i t ya r ec a u s e d b yc o u p l e e f f e c tb e t w e e n c o m

6、 p l e xs h o c k —w a v es y s t e ma n dg a s - l i q u i da d u l t e r a t e i o nw i l lb e c o m em o r e c o m p l i c a t e d ，S Ot h ef l o wi n t a b i l i t ys t u d yi n c l u d i n ge x p e r i m e n t a ls

7、t u d ya n dn u m e r i c a ls i m u l a t i o n s t u d yo n i tn e e d f u r t h e rw o r k s ．T h i st h e s i sh a s s t u d i e dt h eq u a s i ·t w o - d i m e n s i o n a ls u b m e r g e dv e r t i c a l s u

8、 p e r s o n i cg a sj e t st h r o u g h e x p e r i m e n ta n dn u m e r i c a l e v a l u a t i o n ．T h i s t h e s i s m a i n l y i n c l u d e s s e v e n p a r t s a sf o l l o w i n g ：( 1 ) T h e p u r e g a s

9、u n d e r - e x p a n d e dj e t s h a v eb e e ns t u d i e d a s p r e p a r a t o r y s t u d y b yc o m m e r c i a ls 0 1 ．a(chǎn) r e F l u e n t a n dc o ．e l a t i o nt h e o r y , t h e r e s u l t s t e s t i f y t h

10、 a t t h e r e i s c o m p l e xs h o c k - w a v e s y s t e me x i s t i n g i n t h ej e t p o t e n t i a l C O r e z o n e ；( 2 ) A c o n v e n i e n ta n dr e p e a t a b l ee x p e r i m e n t a ls y s t e mf o rs

11、 t u d y i n g o ns u b m e r g e d v e r t i c a ls u p e r s o n i cg a s j e t sh a se s t a b l i s h e d ，a n dw ef i n d s h o c k - w a v ef e e d b a c ka n db u l g i n gp h e n o m e n o ni nj e tp o t e n t i

12、a l c o r e z o n e t h r o u g hv i s u a l i z a t i o ns t u d yo f d y n a m i c a lc h a r a c t e r i s t i co f v e r t i c a lg a sj e t s ；( 3 ) T h es t a t i s t i c sa n a l y s i so fe x p e r i m e n t a l

13、r e s u l t i n d i c a t e s t h a t s h o c k - w a v e f e e d b a c k , t h e f r e q u e n c y a n d i n t e n s i t y o fs h o c k - w a v ef e e d b a c k d e c r e a s eo b v i o u s l yw i t h t h ei n c r e a s

14、 i n gt h eu n d e P e x p a n d e d l e v e la n dt h ev e l o c i t y M a c ho fj e t , b u tt h e i n t e n s i t y o fs i n g l e s h o c k - w a v e f e e d b a c k e v e n th a s s t r o n gr a n d o m n e s s ；( 4

15、 ) B yc o m p a r i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co f s h o c k - w a v e f e e d b a c k o c c u r r e di nf r e es u r f a c ec o n d i t i o na n dn o n - f r e es u r f a c ec o n d i t i o n , w ed i s c o v e

16、r yt h ee f f e c to f n o n - f r e es u r f a c eo p e r a t i n gc o n d i t i o n t ot h ef l o w i n s t a b i l i t yo f j e tp o t e n t i a lC O r e z o n ei sb a r e l ye x i s t i n g ；( 5 ) T h es t u d y o n

17、t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e n l o w - f r e q u e n c y a n d h i g h - a m p l i t u d e h i g h ··s h o c k ··w a v e f e e d b a c k a n dl o w - f r e q u e n c ya n dh i 9 1 l - a m

18、p l i t u - d e b u l g et e s t i f i e s t h a tt h e r ei s ak i n do fr e l e v a n c e s u r e l ye x i s t e d b e t w e e n t h e m ；( 6 ) D i m e n s i o n a l a n a l y s i s r e s u l t i n d i c a t e s t h a