激波管中生成強激波具有重要的學術(shù)和工程應(yīng)用價值。通常的激波管驅(qū)動技術(shù)主要通過增加驅(qū)動段的壓力和聲速來提升驅(qū)動能力,然而生成的激波強度有限。為了克服這一局限性,在被驅(qū)動段中采用面積收縮方法可以非常有效地提升激波強度,特別是實驗初壓不宜過低的情況。常規(guī)的收縮管道中會產(chǎn)生復雜的激波-壁面干擾,不僅降低激波的增強效果,而且嚴重影響激波面和波后氣流參數(shù)的均勻性。收縮段壁面型線的幾何優(yōu)化方法可以減弱復雜干擾,但更期望能夠建立一種理論或者壁面型線設(shè)計方法來最大限度地消除復雜擾動,從而得到波后流場均勻的平面強激波。面對這種需求,本文進行了以下工作:1.發(fā)展了激波動力學反設(shè)計二維激波增強壁面型線的理論方法,設(shè)計出一種“凹形-斜-凸形”壁面型線的收縮段,使得初始平面激波經(jīng)過收縮段的增強之后,還能恢復成波后均勻的較完美平直形狀。針對該反設(shè)計理論方法的一個典型實例,采用實驗和數(shù)值模擬方法進行了考察。結(jié)果表明,收縮段出口的透射激波恢復為近乎完美的平直形狀,且波后流場的均勻性較好。進一步分析壁面型線設(shè)計中關(guān)鍵控制參數(shù)的影響,結(jié)果顯示管道面積比對激波增強效果至關(guān)重要,壁面收縮型線對初始激波強度的變化不敏感。2.針對... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 強激波現(xiàn)象
        1.1.2 生成強激波的地面模擬方法
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 強驅(qū)動生成強激波的方法
        1.2.2 被驅(qū)動段中面積收縮的激波增強方法
    1.3 本文主要工作
第二章 研究方法概述
    2.1 激波動力學理論
        2.1.1 激波強度與面積變化關(guān)系
        2.1.2 幾何激波動力學
        2.1.3 激波動力學適用性討論
    2.2 實驗設(shè)備和測量技術(shù)
        2.2.1 激波管技術(shù)
        2.2.2 流動測量技術(shù)
        2.2.3 試驗段
    2.3 數(shù)值模擬方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 激波增強管道型線設(shè)計方法
    3.1 收縮管道壁面型線設(shè)計方法及驗證
        3.1.1 激波在收縮管道中的運動原理
        3.1.2 壁面型線的反設(shè)計過程
        3.1.3 實驗和數(shù)值模擬方法驗證
    3.2 型線設(shè)計的控制參數(shù)研究
        3.2.1 控制參數(shù)對激波增強效果的影響
        3.2.2 控制參數(shù)對型線的影響
        3.2.3 固定型線時控制參數(shù)變化的影響
    3.3 波后熱力學參數(shù)分析
        3.3.1 熱力學參數(shù)分布
        3.3.2 準一維非定常波系干擾分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 收縮管道的高溫氣體效應(yīng)修正及其改進
    4.1 傳統(tǒng)高溫氣體效應(yīng)修正方法
        4.1.1 空氣的高溫氣體效應(yīng)
        4.1.2 激波問題中高溫氣體效應(yīng)的傳統(tǒng)處理方法
        4.1.3 傳統(tǒng)修正方法存在的問題和改進思路
    4.2 激波間斷關(guān)系的高溫氣體效應(yīng)修正
        4.2.1 3-γ修正方法
        4.2.2 激波間斷關(guān)系的修正和分析
    4.3 激波動力學理論的修正及型線再設(shè)計
        4.3.1 激波動力學理論的修正和分析
        4.3.2 壁面型線設(shè)計方法的修正與分析
    4.4 正交截面收縮方法及其應(yīng)用
        4.4.1 正交截面收縮方法及管道設(shè)計
        4.4.2 正交截面收縮管道的性能研究
        4.4.3 正交截面收縮管道的優(yōu)化
    4.5 本章小結(jié)
第五章 收縮管道中激波誘導點火應(yīng)用研究
    5.1 收縮管道中激波誘導點火的準一維特性
        5.1.1 收縮管道中激波誘導點火現(xiàn)象
        5.1.2 點火位置的流向分布
        5.1.3 臨界初始激波強度
    5.2 收縮管道中二維點火細節(jié)
        5.2.1 流向點火位置的相互作用
        5.2.2 點火位置的豎直分布
        5.2.3 點火發(fā)生時間
    5.3 出口下游障礙物對點火過程的影響
        5.3.1 存在障礙物時的激波誘導點火過程
        5.3.2 障礙物對點火過程的影響分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文與發(fā)明專利



本文編號：3166445