【摘要】：激波在多孔介質(zhì)中的傳播是近年來滲透聲波、聲學(xué)、過濾過程、爆炸保護(hù)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究課題之一,激波與多孔介質(zhì)相互作用的現(xiàn)象廣泛存在于工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)和社會(huì)生活中。隨著科技、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,因隧道和廊道式結(jié)構(gòu)內(nèi)部激波物理行為研究具有巨大研究和實(shí)用的價(jià)值,使得這方面的研究逐漸得到國內(nèi)外學(xué)者的重視,成為激波在多孔介質(zhì)中傳播研究的主要內(nèi)容之一。本文結(jié)合實(shí)際存在的現(xiàn)象,對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的多孔板進(jìn)行幾何上的抽象簡化,得到不同的幾何模型,在ICEM軟件中對(duì)計(jì)算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,在Fluent軟件中進(jìn)行激波與穿孔板相互作用的數(shù)值模擬。通過對(duì)激波透過穿孔板陣列的一般行為進(jìn)行觀察,通過改變穿孔板陣列關(guān)鍵流動(dòng)和幾何的參數(shù),對(duì)激波與穿孔板陣列相互作用的影響進(jìn)行分析,得到以下結(jié)論:(1)穿孔板M_1與M_2均存在抑制壓力的作用,穿孔板M_1的影響更加明顯;無論反射激波還是透射激波,均存在由非穩(wěn)定的弓形激波向穩(wěn)定的平面激波發(fā)展的趨勢(shì),并保持其狀態(tài)繼續(xù)傳播。(2)孔數(shù)相同時(shí),隨著孔徑的增大,穿孔板陣列前激波和氣流的壓力、速度逐漸減小,通過穿孔板陣列后的激波速度越快;孔徑越大,穿孔板M_2后壁面上每組中點(diǎn)的最大壓力越大。(3)孔徑相同時(shí),隨著孔隙率的增大,穿孔板陣列對(duì)激波的反射強(qiáng)度減小,透射程度增大,激波通過穿孔板陣列后的速度增大,波后氣流的速度減小,波后氣流的速度到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所用的時(shí)間減短;隨著孔隙率的增大,穿孔板M_2后壁面上每組中點(diǎn)的最大壓力均逐漸增大。(4)穿孔板陣列的板數(shù)對(duì)激波的反射和透射影響較小,隨著板數(shù)的增多,穿孔板陣列后的激波速度逐漸減小,最后一塊穿孔板后壁面上中點(diǎn)和兩側(cè)的壓力逐漸減小,每組的中點(diǎn)和兩側(cè)最大壓力的變化幅度逐漸減小。(5)孔隙率相同時(shí),孔數(shù)對(duì)激波在穿孔板陣列前的反射與透射影響較小;隨孔數(shù)的增多,陣列后氣流的壓力逐漸增大,氣流速度逐漸減小,穿孔板M_2后壁上每組中點(diǎn)的最大壓力逐漸減小。(6)馬赫數(shù)越大,激波穿過穿孔板陣列后衰減的幅度越大;穿孔板M_2后壁面上線z=0mm上兩孔之間中點(diǎn)最大壓力均比兩側(cè)小,而線z=y上兩孔之間中點(diǎn)的最大壓力比兩側(cè)大;隨著馬赫數(shù)的增大,各點(diǎn)的最大壓力逐漸增大,每組中點(diǎn)與兩側(cè)的最大壓力差值逐漸增大。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O354.5
【圖文】：

圖 1.1 垂直激波管實(shí)驗(yàn)段示意圖 圖 1.2 垂直激波管實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，Kitagawa[26]在水平激波管實(shí)驗(yàn)裝置中放置聚氨酯泡沫，如圖 1.4數(shù)量及放置方式，觀察激波管末端端壁上的壓力變化，同時(shí)進(jìn)行數(shù)波在傳播過程中，隨泡沫的數(shù)量及位置的變化衰減的程度也發(fā)生變

圖 1.1 垂直激波管實(shí)驗(yàn)段示意圖 圖 1.2 垂直激波管實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，Kitagawa[26]在水平激波管實(shí)驗(yàn)裝置中放置聚氨酯泡沫，如圖 1.4數(shù)量及放置方式，觀察激波管末端端壁上的壓力變化，同時(shí)進(jìn)行數(shù)波在傳播過程中，隨泡沫的數(shù)量及位置的變化衰減的程度也發(fā)生變

對(duì)爆炸現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)，觀察抑爆層與爆炸波的相互作用，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1.3 所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抑爆層對(duì)爆炸波的衰減作用顯著；對(duì)于顆粒數(shù)量相同的抑爆層，濃度越大，爆炸波的衰減作用越明顯；對(duì)于顆粒濃度相同的抑爆層，數(shù)量越多，爆炸波的衰減作用越明顯。圖 1.1 垂直激波管實(shí)驗(yàn)段示意圖 圖 1.2 垂直激波管實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2006 年，Kitagawa[26]在水平激波管實(shí)驗(yàn)裝置中放置聚氨酯泡沫，如圖 1.4 所示，通過改變泡沫的數(shù)量及放置方式，觀察激波管末端端壁上的壓力變化，同時(shí)進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，激波在傳播過程中，隨泡沫的數(shù)量及位置的變化衰減的程度也發(fā)生變化，相較于將泡沫固定在端壁上，泡沫未固定的端壁壓力增長更快，最終壓力更大。2008 年，鄭志輝[27]通過在激波管中放置不同重量及形狀的石塊，模擬處隧道爆炸的現(xiàn)象，同時(shí)使用壓力傳感器觀察壓力的變化，研究不同長度、孔隙率的顆粒石層對(duì)激波的衰減作用，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1.5 所示。實(shí)驗(yàn)證明，顆粒石層對(duì)激波具有明顯的衰減作用，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出顆粒石層與激波衰減之間的關(guān)系公式。2009 年

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 宋飛洋;獸用無針注射的物理建模及實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 李偉;圓柱形匯聚激波在空氣/氦氣界面上的折射現(xiàn)象研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 丁康;超聲輔助反沖洗過濾器的設(shè)計(jì)與研究[D];北京化工大學(xué);2017年

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7 陳婉君;激波與模型球陣相互作用的動(dòng)力學(xué)特性研究[D];浙江理工大學(xué);2015年

8 劉慧志;某煤層瓦斯抽放方法與實(shí)踐研究[D];中北大學(xué);2013年

9 王琦;地下結(jié)構(gòu)在內(nèi)部爆炸荷載作用下的連續(xù)倒塌與防護(hù)分析[D];天津大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2767535