本文選題：高度欠膨脹射流 + 大渦模擬��； 參考：《航空動(dòng)力學(xué)報(bào)》2017年01期

【摘要】：構(gòu)建了高壓氣體射流模型和高分辨率的計(jì)算網(wǎng)格,對(duì)噴壓比(NPR)為5.60、流動(dòng)雷諾數(shù)Re為105量級(jí)的高度欠膨脹射流進(jìn)行了三維大渦模擬(LES)計(jì)算.討論了時(shí)均的射流近場(chǎng)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)大渦模擬成功捕捉到了高度欠膨脹射流近場(chǎng)的典型波系結(jié)構(gòu),并與文獻(xiàn)結(jié)果吻合較好.研究著重定量考察流向速度和氮?dú)赓|(zhì)量分?jǐn)?shù)的分布規(guī)律,以揭示高度欠膨脹射流的自相似特性.結(jié)果表明:在射流核心區(qū)之后,不同流向位置上流向速度和氮?dú)赓|(zhì)量分?jǐn)?shù)沿徑向的分布呈現(xiàn)出與亞聲速射流類似的自相似特性.但射流流場(chǎng)開(kāi)始呈現(xiàn)自相似的位置仍然為超聲速,這是高度欠膨脹射流自相似特性的獨(dú)有特征.提出了高斯擬合公式,在靠近和遠(yuǎn)離射流中心線的區(qū)域內(nèi)均可較好地表征射流的自相似特性.此外,還考察了射流剪切層的發(fā)展特征,比較了計(jì)算得到的射流剪切層增長(zhǎng)率與先前實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的差異,并分析了其中可能的原因.
[Abstract]:A high pressure gas jet model and a high resolution computational grid were constructed. The 3-D large eddy simulation (les) was performed for a high altitude underexpansion jet with a jet pressure ratio of 5.60 and a Reynolds number of 105. The near field structure of time averaged jet is discussed. It is found that the large eddy simulation has successfully captured the typical wave system structure of the high underexpansion jet near field, and the results are in good agreement with the results in the literature. The distribution of flow velocity and nitrogen mass fraction was investigated quantitatively in order to reveal the self-similarity of highly underexpansion jet. The results show that the radial distribution of flow velocity and nitrogen mass fraction at different flow direction positions is similar to that of subsonic jet after the core region of the jet. However, the self-similar position of the jet flow field is still supersonic, which is the unique feature of the self-similar characteristics of the highly underexpansion jet. The Gao Si fitting formula is presented, which can well characterize the self-similar characteristics of the jet in the region near or away from the central line of the jet. In addition, the development characteristics of jet shear layer are investigated, and the difference between the calculated jet shear layer growth rate and previous experimental results is compared, and the possible causes are analyzed.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所高溫氣體動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)院大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(11502270) 中國(guó)博士后科學(xué)基金(2016M591258)
【分類號(hào)】：O358

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本文編號(hào)：1896905