PDE外流場(chǎng)的數(shù)值模擬及其化學(xué)加速算法的研究.pdf

1、脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)是一種利用脈沖式的爆轟波來產(chǎn)生推力的新概念發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)闆]有旋轉(zhuǎn)部件，脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)較傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、推重比大等優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)80年代以來，在脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬等方面取得了一系列重要成果，但是有關(guān)外流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)的研究報(bào)道并不多。因此研究多循環(huán)爆轟外流場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。 本文采用帶基元化學(xué)反應(yīng)的二維軸對(duì)稱Euler方程，數(shù)值模擬了脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)出口形狀對(duì)爆轟波泄出外流場(chǎng)

2、結(jié)構(gòu)的影響。其中使用波傳播算法求解對(duì)流項(xiàng)，在求解化學(xué)反應(yīng)項(xiàng)的過程中，為減少化學(xué)反應(yīng)計(jì)算時(shí)間采用了動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)/刪除算法，并對(duì)本算法進(jìn)行了改進(jìn)，通過數(shù)值模擬結(jié)果的對(duì)比分析，得到了該算法的優(yōu)化參數(shù)，并將其應(yīng)用于不同出口形狀的脈沖爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)爆轟外流場(chǎng)的數(shù)值模擬中。 對(duì)典型的爆轟外流場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)特征(如外流場(chǎng)中的渦環(huán)、懸吊激波、引導(dǎo)激波和波系特征等)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，揭示了懸吊激波產(chǎn)生的機(jī)理。結(jié)果表明，爆轟波泄出爆轟管后，進(jìn)入管外的惰性氣體中，