邊界層從層流到湍流的轉(zhuǎn)捩問題一直是流體力學(xué)的熱點(diǎn)問題。當(dāng)飛行器以超聲速飛行時(shí),頭部會(huì)產(chǎn)生激波,自由流中的擾動(dòng)在進(jìn)入邊界層之前,首先要與頭部的激波相互作用,激發(fā)激波后的擾動(dòng),激波后的擾動(dòng)再進(jìn)入邊界層觸發(fā)轉(zhuǎn)捩。因此,自由流擾動(dòng)和激波的相互作用是感受性問題的第一步,也是非常重要的一步。本文探討了自由流中的小擾動(dòng)與斜激波的相互作用�？紤]到高空背景的擾動(dòng)中的實(shí)際情況,我們只考慮了熵波、渦波入射激波的情況。由于激波后的聲擾動(dòng)在激發(fā)邊界層擾動(dòng)中比熵/渦波更有效,我們著重關(guān)注激波后產(chǎn)生聲波擾動(dòng)的情況。本文關(guān)注的主要問題是激波捕捉法是否可以可靠的給出激波后的擾動(dòng)。因?yàn)?雖然激波裝配法精度很高,但使用復(fù)雜,無法應(yīng)用到三維問題中。而文獻(xiàn)中已有人采用激波捕捉法進(jìn)行感受性的直接數(shù)值模擬研究,但方法的可靠性缺乏驗(yàn)證。本文先采用理論方法求解出激波后擾動(dòng)的波矢和幅值,再采用激波捕捉法進(jìn)行直接數(shù)值模擬,通過數(shù)值結(jié)果和理論結(jié)果的比較,證實(shí)了激波捕捉法的有效性。所得主要結(jié)論如下:1.當(dāng)激波后的流動(dòng)為亞聲速時(shí),激波后只能產(chǎn)生快聲波;而當(dāng)激波后流動(dòng)為超聲速時(shí)(垂直激波方向仍為亞聲速),激波后快、慢聲波都有可能產(chǎn)生,取決于激波前...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
字母注釋表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 感受性問題簡介及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 感受性問題簡介
        1.2.2 不可壓縮流體感受性研究背景
        1.2.3 可壓縮流體感受性研究背景
    1.3 擾動(dòng)與激波相互作用研究背景
        1.3.1 擾動(dòng)與激波作用的理論研究背景
        1.3.2 擾動(dòng)與激波作用的數(shù)值研究背景
    1.4 本文的主要工作
第二章 擾動(dòng)與激波作用的理論解
    2.1 自由流擾動(dòng)的形式
    2.2 激波后擾動(dòng)的波矢
        2.2.1 激波后擾動(dòng)波矢的求解
        2.2.2 激波后激發(fā)快、慢聲波需滿足的條件
    2.3 激波后擾動(dòng)幅值大小
    2.4 本章小結(jié)
第三章 直接數(shù)值模擬方法
    3.1 控制方程
        3.1.1 基本流控制方程
        3.1.2 方程的無量綱化
    3.2 數(shù)值計(jì)算方法
        3.2.1 通量分裂
        3.2.2 差分格式
        3.2.3 時(shí)間項(xiàng)的離散
    3.3 邊界條件
        3.3.1 入口處理
        3.3.2 出口處理
        3.3.3 上下邊界條件
第四章 數(shù)值模擬結(jié)果分析和討論
    4.1 基本流計(jì)算
    4.2 工況1：激波后為亞聲速的情況
    4.3 工況2：激波后為超聲速的情況
第五章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號(hào)：3738866