當(dāng)流體處于超過(guò)臨界狀態(tài)的壓強(qiáng)環(huán)境下,從亞臨界溫度環(huán)境進(jìn)入超臨界臨界溫度環(huán)境的流動(dòng)過(guò)程中,所表現(xiàn)出異于正常物理狀態(tài)的流動(dòng)現(xiàn)象,稱為跨臨界流動(dòng),對(duì)應(yīng)的流體熱力學(xué)狀態(tài)也被稱為跨臨界狀態(tài)�？缗R界流動(dòng)現(xiàn)象常見(jiàn)于各工業(yè)領(lǐng)域,如化工萃取,傳熱制冷,航空航天動(dòng)力系統(tǒng)中燃料傳輸和主動(dòng)冷卻方案等。由于處于跨臨界狀態(tài)下的流體能夠表現(xiàn)出不同于常溫常壓環(huán)境下的流動(dòng)特性與熱力學(xué)性質(zhì),例如與液相相近的密度,與汽相相近的粘度等,具有潛在的工程應(yīng)用價(jià)值,因此受到學(xué)者的廣泛關(guān)注,但對(duì)于跨臨界流動(dòng)過(guò)程中的細(xì)節(jié)性研究目前尚不充分。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外航空航天領(lǐng)域內(nèi),超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)燃料的跨臨界流動(dòng)等相關(guān)性研究進(jìn)行了介紹和總結(jié),對(duì)跨臨界流動(dòng)問(wèn)題的研究方向,研究意義和應(yīng)用前景做了相關(guān)闡述;以N₂為例,通過(guò)PR立方型狀態(tài)方程計(jì)算了其在亞臨界,跨臨界狀態(tài)下的相關(guān)熱力學(xué)參數(shù),得到了不同壓強(qiáng),溫度條件下N₂的熱力學(xué)性質(zhì)變化曲線,總結(jié)了N₂的流動(dòng)特性變化趨勢(shì)和跨臨界流體的普遍特性。通過(guò)公式推導(dǎo)證明了常規(guī)數(shù)值計(jì)算方法難以求解跨臨界流動(dòng)問(wèn)題,并簡(jiǎn)要闡述了數(shù)值模擬中虛擬... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 工程背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
2 跨臨界流體熱力學(xué)參數(shù)研究
    2.1 真實(shí)氣體狀態(tài)方程
        2.1.1 范德瓦爾斯方程
        2.1.2 半經(jīng)驗(yàn)形式的狀態(tài)方程
    2.2 熱力學(xué)方程
    2.3 跨臨界N_2熱力學(xué)參數(shù)變化曲線
    2.4 本章小結(jié)
3 壓強(qiáng)振蕩機(jī)理研究與求解算法
    3.1 流動(dòng)控制方程及其數(shù)值計(jì)算方法
        3.1.1 流動(dòng)控制方程
        3.1.2 數(shù)值離散方法
    3.2 虛擬壓強(qiáng)振蕩現(xiàn)象研究
    3.3 數(shù)值算法
        3.3.1 雙通量模型計(jì)算方法
        3.3.2 守恒型求解算法
    3.4 算例驗(yàn)證與結(jié)果對(duì)比
        3.4.1 一維N_2接觸面對(duì)流算例
        3.4.2 一維N_2跨臨界激波管算例
    3.5 本章小結(jié)
4 高階精度有限差分算法研究
    4.1 高階精度算法基本思路
    4.2 高階精度格式構(gòu)造方法
        4.2.1 加權(quán)本質(zhì)無(wú)振蕩(WENO)算法
        4.2.2 加權(quán)緊致非線性(WCNS)算法
        4.2.3 靶向本質(zhì)無(wú)振蕩(TENO)算法
    4.3 一維流動(dòng)問(wèn)題模擬
        4.3.1 Sod激波管算例
        4.3.2 Lax激波管算例
    4.4 二維超聲速流動(dòng)問(wèn)題模擬
        4.4.1 二維黎曼問(wèn)題算例
    4.5 本章小節(jié)
5 二維跨臨界流動(dòng)模擬
    5.1 湍流數(shù)值模擬方法
    5.2 粘性項(xiàng)處理方法
    5.3 算例驗(yàn)證與流場(chǎng)結(jié)果
        5.3.1 低溫N_2噴流模擬
        5.3.2 跨臨界H_2/O_2噴流混合過(guò)程模擬
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超臨界壓力下湍流區(qū)碳?xì)淙剂蟼鳠嵫芯縖J]. 張磊,樂(lè)嘉陵,張若凌,張香文,景凱,高洋.  推進(jìn)技術(shù). 2013(02)
[2]超臨界壓力下航空煤油流動(dòng)與傳熱特性試驗(yàn)[J]. 江晨曦,仲峰泉,范學(xué)軍,俞剛.  推進(jìn)技術(shù). 2010(02)
[3]超臨界壓力下航空煤油RP-3焓值的測(cè)量及換熱研究[J]. 張春本,鄧宏武,徐國(guó)強(qiáng),黃文,朱錕.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2010(02)
[4]超臨界RP-3管內(nèi)換熱特性實(shí)驗(yàn)[J]. 王英杰,徐國(guó)強(qiáng),鄧宏武,羅翔.  推進(jìn)技術(shù). 2009(06)
[5]無(wú)波動(dòng)、無(wú)自由參數(shù)的耗散差分格式[J]. 張涵信.  空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 1988(02)

博士論文
[1]超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)碳?xì)淙剂显偕鋮s流動(dòng)傳熱研究與應(yīng)用[D]. 趙國(guó)柱.西北工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3347798