激波管中生成強(qiáng)激波具有重要的學(xué)術(shù)和工程應(yīng)用價(jià)值。通常的激波管驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要通過(guò)增加驅(qū)動(dòng)段的壓力和聲速來(lái)提升驅(qū)動(dòng)能力,然而生成的激波強(qiáng)度有限。為了克服這一局限性,在被驅(qū)動(dòng)段中采用面積收縮方法可以非常有效地提升激波強(qiáng)度,特別是實(shí)驗(yàn)初壓不宜過(guò)低的情況。常規(guī)的收縮管道中會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的激波-壁面干擾,不僅降低激波的增強(qiáng)效果,而且嚴(yán)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(fù)雜干擾,但更期望能夠建立一種理論或者壁面型線設(shè)計(jì)方法來(lái)最大限度地消除復(fù)雜擾動(dòng),從而得到波后流場(chǎng)均勻的平面強(qiáng)激波。面對(duì)這種需求,本文進(jìn)行了以下工作:1.發(fā)展了激波動(dòng)力學(xué)反設(shè)計(jì)二維激波增強(qiáng)壁面型線的理論方法,設(shè)計(jì)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(guò)收縮段的增強(qiáng)之后,還能恢復(fù)成波后均勻的較完美平直形狀。針對(duì)該反設(shè)計(jì)理論方法的一個(gè)典型實(shí)例,采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法進(jìn)行了考察。結(jié)果表明,收縮段出口的透射激波恢復(fù)為近乎完美的平直形狀,且波后流場(chǎng)的均勻性較好。進(jìn)一步分析壁面型線設(shè)計(jì)中關(guān)鍵控制參數(shù)的影響,結(jié)果顯示管道面積比對(duì)激波增強(qiáng)效果至關(guān)重要,壁面收縮型線對(duì)初始激波強(qiáng)度的變化不敏感。2.針對(duì)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(qiáng)激波現(xiàn)象
        1.1.2 生成強(qiáng)激波的地面模擬方法
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 強(qiáng)驅(qū)動(dòng)生成強(qiáng)激波的方法
        1.2.2 被驅(qū)動(dòng)段中面積收縮的激波增強(qiáng)方法
    1.3 本文主要工作
第二章 研究方法概述
    2.1 激波動(dòng)力學(xué)理論
        2.1.1 激波強(qiáng)度與面積變化關(guān)系
        2.1.2 幾何激波動(dòng)力學(xué)
        2.1.3 激波動(dòng)力學(xué)適用性討論
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量技術(shù)
        2.2.1 激波管技術(shù)
        2.2.2 流動(dòng)測(cè)量技術(shù)
        2.2.3 試驗(yàn)段
    2.3 數(shù)值模擬方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 激波增強(qiáng)管道型線設(shè)計(jì)方法
    3.1 收縮管道壁面型線設(shè)計(jì)方法及驗(yàn)證
        3.1.1 激波在收縮管道中的運(yùn)動(dòng)原理
        3.1.2 壁面型線的反設(shè)計(jì)過(guò)程
        3.1.3 實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法驗(yàn)證
    3.2 型線設(shè)計(jì)的控制參數(shù)研究
        3.2.1 控制參數(shù)對(duì)激波增強(qiáng)效果的影響
        3.2.2 控制參數(shù)對(duì)型線的影響
        3.2.3 固定型線時(shí)控制參數(shù)變化的影響
    3.3 波后熱力學(xué)參數(shù)分析
        3.3.1 熱力學(xué)參數(shù)分布
        3.3.2 準(zhǔn)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(jìn)
    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(wèn)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(wèn)題和改進(jìn)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(dòng)力學(xué)理論的修正及型線再設(shè)計(jì)
        4.3.1 激波動(dòng)力學(xué)理論的修正和分析
        4.3.2 壁面型線設(shè)計(jì)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(jì)
        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(dǎo)點(diǎn)火應(yīng)用研究
    5.1 收縮管道中激波誘導(dǎo)點(diǎn)火的準(zhǔn)一維特性
        5.1.1 收縮管道中激波誘導(dǎo)點(diǎn)火現(xiàn)象
        5.1.2 點(diǎn)火位置的流向分布
        5.1.3 臨界初始激波強(qiáng)度
    5.2 收縮管道中二維點(diǎn)火細(xì)節(jié)
        5.2.1 流向點(diǎn)火位置的相互作用
        5.2.2 點(diǎn)火位置的豎直分布
        5.2.3 點(diǎn)火發(fā)生時(shí)間
    5.3 出口下游障礙物對(duì)點(diǎn)火過(guò)程的影響
        5.3.1 存在障礙物時(shí)的激波誘導(dǎo)點(diǎn)火過(guò)程
        5.3.2 障礙物對(duì)點(diǎn)火過(guò)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(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與發(fā)明專利



本文編號(hào)：3166445