在3維可壓縮流場中,渦環(huán)是最基本的渦結構.為了揭示壓縮性對渦環(huán)物理特征的影響規(guī)律,基于有限體積法求解3維可壓縮Navier-Stokes方程,研究激波管產(chǎn)生的軸對稱可壓縮渦環(huán).可壓縮渦環(huán)的可壓縮性由局部馬赫數(shù)與渦馬赫數(shù)定量表征;可壓縮渦環(huán)的形態(tài)特征分為3類,分別為亞聲速特征、跨聲速特征及超聲速特征.在可壓縮性的作用下,渦環(huán)的結構參數(shù)受到一定的影響:渦核內渦量的分布愈加偏離高斯分布,表現(xiàn)為渦量集中區(qū)域范圍愈加狹窄;渦環(huán)半徑隨著可壓縮性的增加逐漸增加;渦核半徑先增加,在可壓縮性更強且存在嵌入激波的情況下又略微有所減小;渦環(huán)的傳播速度與可壓縮性成正比,由渦馬赫數(shù)計算得到的理論傳播速度與計算結果基本一致,表明了傳播速度理論公式同時適用于這3種特征的可壓縮渦環(huán). 

【文章來源】：上海交通大學學報. 2019,53(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

圖１激波管計算模型示意圖（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｔｕｂｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ｍｍ）表網(wǎng)格信息

１０３２上海交通大學學報第５３卷圖１激波管計算模型示意圖（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｔｕｂｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ｍｍ）表１網(wǎng)格信息Ｔａｂ．１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｒｉｄ序號網(wǎng)格數(shù)ｘ方向ｙ方向ｚ方向總計Ｎ１２０１１１０２１４６４３１０Ｎ２４０１２１９３１２７２２３８９Ｎ３８０１４３８６１２１４０１１１８為了驗證計算方法的正確性，在Ｒｐ＝１０及驅動段長度Ｌ＝２３０ｍｍ的條件下進行計算ＴＳ１－１，并將計算結果與文獻［１８］中相同條件下算例的計算結果（ＴＳ２）進行比較，渦環(huán)生長過程中不同時刻渦環(huán)截面密度梯度云圖對比結果如圖３所示．由圖３可見：ＴＳ１－１與ＴＳ２的渦核中心位置以及嵌入激波位置均較為一致（見圖３（ａ））；ＴＳ１－１與ＴＳ２在對稱軸圖２不同網(wǎng)格條件下Γ隨ｔ的變化規(guī)律Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆΓｗｉｔｈｔｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｇｒｉｄｓ圖３ＴＳ１與ＴＳ２的渦環(huán)截面密度梯度云圖對比結果Ｆｉｇ．３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｔｏｕｒｏｆｄｅｎｓｉｔｙｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆＴＳ１ａｎｄＴＳ２

１０３２上海交通大學學報第５３卷圖１激波管計算模型示意圖（ｍｍ）Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｓｈｏｃｋｔｕｂｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ（ｍｍ）表１網(wǎng)格信息Ｔａｂ．１Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｒｉｄ序號網(wǎng)格數(shù)ｘ方向ｙ方向ｚ方向總計Ｎ１２０１１１０２１４６４３１０Ｎ２４０１２１９３１２７２２３８９Ｎ３８０１４３８６１２１４０１１１８為了驗證計算方法的正確性，在Ｒｐ＝１０及驅動段長度Ｌ＝２３０ｍｍ的條件下進行計算ＴＳ１－１，并將計算結果與文獻［１８］中相同條件下算例的計算結果（ＴＳ２）進行比較，渦環(huán)生長過程中不同時刻渦環(huán)截面密度梯度云圖對比結果如圖３所示．由圖３可見：ＴＳ１－１與ＴＳ２的渦核中心位置以及嵌入激波位置均較為一致（見圖３（ａ））；ＴＳ１－１與ＴＳ２在對稱軸圖２不同網(wǎng)格條件下Γ隨ｔ的變化規(guī)律Ｆｉｇ．２ＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆΓｗｉｔｈｔｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｋｉｎｄｓｏｆｇｒｉｄｓ圖３ＴＳ１與ＴＳ２的渦環(huán)截面密度梯度云圖對比結果Ｆｉｇ．３ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｃｏｎｔｏｕｒｏｆｄｅｎｓｉｔｙｇｒａｄｉｅｎｔｍａｇｎｉｔｕｄｅｏｆＴＳ１ａｎｄＴＳ２

【參考文獻】：
期刊論文
[1]活塞和圓盤渦環(huán)的運動學特征分析[J]. 秦蘇洋,向陽,劉洪.  上海交通大學學報. 2016(02)



本文編號：3248813