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旋转导弹横向喷流干扰特性数值模拟 被引量:1
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作者 雷娟棉 高毅 勇政 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期105-121,共17页
为研究超声速来流条件下旋转导弹横向喷流干扰流场结构及喷流干扰对导弹气动特性的影响和机理,使用基于雷诺平均非定常N-S方程和滑移网格技术的非定常数值方法对旋转导弹横向喷流干扰流场进行模拟。研究旋转对导弹横向喷流控制效果的影... 为研究超声速来流条件下旋转导弹横向喷流干扰流场结构及喷流干扰对导弹气动特性的影响和机理,使用基于雷诺平均非定常N-S方程和滑移网格技术的非定常数值方法对旋转导弹横向喷流干扰流场进行模拟。研究旋转对导弹横向喷流控制效果的影响,给出不同条件下导弹的气动特性变化规律,分析了横向喷流对旋转导弹气动特性的影响。研究结果表明:旋转会导致导弹横向喷流控制力发生偏转,偏转方向与旋转方向相反,偏转角度随着转速增加而增加;在小攻角下,喷流干扰效应产生的附加侧向力和偏航力矩系数的瞬时值比旋转马格努斯效应产生的侧向力和偏航力矩系数的瞬时值大一个数量级,随着攻角增大,旋转马格努斯效应引起的侧向力和偏航力矩系数占全弹的比例增大,喷流引起的附加侧向力和偏航力矩量值减小;旋转导弹横向喷流控制扇面内气动系数随滚转角变化具有很强的非定常性,当喷流控制扇面角度不大时,时均侧向气动特性与对称面处滚转角下的瞬时值侧向气动特性比较接近,不同扇面角度内有喷流的时均侧向力系数和偏航力矩系数远大于无喷流时。 展开更多
关键词 旋转导弹 横向喷流 干扰 侧向力 数值模拟
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横向喷流对低速大攻角细长旋成体非对称气动特性影响研究
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作者 徐一航 刘伟 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2504-2517,共14页
采用风洞试验和数值模拟相结合的方法,对雷诺数Re=55000条件下细长旋成体有、无横向喷流时大攻角非对称特性进行了分析.通过风洞试验发现了旋成体在法向和侧向进行喷流时其大攻角非对称气动特性与无喷流时的区别,通过数值模拟方法对几... 采用风洞试验和数值模拟相结合的方法,对雷诺数Re=55000条件下细长旋成体有、无横向喷流时大攻角非对称特性进行了分析.通过风洞试验发现了旋成体在法向和侧向进行喷流时其大攻角非对称气动特性与无喷流时的区别,通过数值模拟方法对几个典型工况下旋成体有、无横向喷流时的非对称气动特性进行了分析,揭示了喷流对旋成体非对称流动分离的影响.通过风洞试验发现当细长旋成体进行法向控制时无喷流、喷流位于迎风区和喷流位于背风区的旋成体表现出了不同的非对称流动特性:首先喷流位于迎风区时攻角范围在20°~40°之间有喷流和无喷流旋成体所产生的侧向力方向相反,攻角大于40°之后侧向力系数的方向发生了改变,与无喷流时的侧向力系数方向相同,但是其绝对值要比无喷流时的侧向力系数小.其次喷流位于背风区时攻角在15°~35°之间有喷流时的侧向力系数绝对值要明显比无喷流时大,在随后的40°~70°之间旋成体侧向力系数变化规律与无喷流的趋势相似.当细长旋成体进行侧向控制时由于沿侧向的喷流所产生的直接力使得攻角范围在0°~20°之间和大于45°时有喷流的旋成体侧向力系数绝对值要比无喷流时大,但是攻角在25°~40°之间时旋成体的侧向力系数绝对值减小,甚至在35°时几乎为0.通过数值模拟发现当细长旋成体进行法向控制时,喷流位于迎风区和背风区时喷流都对有扰流片一侧的流动分离产生了影响,使得其与无喷流时的流场结构不同.无喷流时细长旋成体有扰流片的一侧首先发生流动分离,但是当喷流存在时无扰流片的一侧首先发生流动分离,从而导致了侧向力绝对值增大以及侧向力方向发生改变等现象.当细长旋成体进行侧向控制时,没有扰流片的一侧流动首先发生了分离,有扰流片的一侧后发生流动分离.旋成体有扰流片一侧由于喷流的影响在弹体喷嘴附近及后方产生了低压区,无扰流片一侧的流动分离之后旋成体中后部分产生了高压区,使弹体产生了沿z轴正向的侧向力,这与喷流产生的直接力方向相反、大小相当,从而出现了旋成体攻角在20°~40°之间侧向力较小、甚至在35°时几乎为0的情况. 展开更多
关键词 细长旋成体 横向喷流 风洞试验 非对称 低速大攻角
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高超声速稀薄流中横向喷流干扰特性实验研究
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作者 卓越 罗凯 +5 位作者 尚甲豪 于庆豪 汪球 王业军 梁金虎 赵伟 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1053-1062,共10页
喷流干扰是高超声速飞行高精度控制的一种有效手段,研究者们以往大部分都主要集中于连续流条件下喷流干扰效应的机理研究,并给出了喷流干扰流场的典型结构,而稀薄流条件下喷流干扰特性的实验数据还十分匮乏.本文利用JFX爆轰激波风洞产... 喷流干扰是高超声速飞行高精度控制的一种有效手段,研究者们以往大部分都主要集中于连续流条件下喷流干扰效应的机理研究,并给出了喷流干扰流场的典型结构,而稀薄流条件下喷流干扰特性的实验数据还十分匮乏.本文利用JFX爆轰激波风洞产生高超声速稀薄自由流,基于平板模型开展不同喷流压力和自由来流参数对横向喷流干扰特性影响的实验研究,采用高速纹影成像及图像处理技术,获得稀薄流条件下喷流干扰流场演化过程及流场结构的变化规律.相比于无喷流条件形成的流场,横向喷流与稀薄自由流相互作用形成的流场结构更为复杂,喷流压力由于受到稀薄来流的扰动,斜激波会短暂穿透喷流干扰流场并延伸至楔形体上部.喷流干扰流场内桶状激波的影响范围随着喷流压力的升高而逐渐变宽,位于三波点上游的斜激波空间位置不会随喷流压力的变化而改变,而位于三波点下游的弓形激波则向上游移动,当喷流压力过低时,桶状激波不会与其他两种激波交汇形成三波点.高超声速稀薄来流压力的降低同样会使桶状激波的影响范围变宽,弓形激波同样也会向上游移动,但基本不会对斜激波空间位置产生任何影响. 展开更多
关键词 横向喷流干扰 高超声速 稀薄来 激波风洞
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横向喷流干扰/控制研究进展 被引量:14
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作者 唐志共 杨彦广 +1 位作者 刘君 唐伟 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1-6,共6页
横向喷流与飞行器的推进、机动、分离、防热和隐身等问题密切相关。笔者简要分析了横向喷流干扰流动的特点和研究重点,对国内外研究现状和进展进行了综述,分析了目前仍面临的主要技术困难和制约研究成果工程化的主要因素,并提出了发展... 横向喷流与飞行器的推进、机动、分离、防热和隐身等问题密切相关。笔者简要分析了横向喷流干扰流动的特点和研究重点,对国内外研究现状和进展进行了综述,分析了目前仍面临的主要技术困难和制约研究成果工程化的主要因素,并提出了发展和完善相关试验技术的建议。 展开更多
关键词 横向喷流干扰 风洞试验 数值模拟 工程计算 综述
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超声速横向喷流侧向控制的数值模拟 被引量:7
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作者 李亚超 阎超 +1 位作者 张翔 孟军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1073-1079,共7页
为研究来流攻角和喷流位置对横向喷流侧向控制力的影响,通过数值方法模拟了超声速条件下的横向喷流干扰流场,计算得到的壁面沿程压力分布与实验结果吻合良好.采用喷流力放大因子和实际作用位置表征喷流侧向控制力的实际作用效果,引入法... 为研究来流攻角和喷流位置对横向喷流侧向控制力的影响,通过数值方法模拟了超声速条件下的横向喷流干扰流场,计算得到的壁面沿程压力分布与实验结果吻合良好.采用喷流力放大因子和实际作用位置表征喷流侧向控制力的实际作用效果,引入法向干扰力沿程增加系数来分析弹体表面的压力特征区域对侧向控制力的影响.计算结果表明:在喷流干扰下,侧向控制力大小不等于喷流设计推力,并带有绕喷流中心位置的低头力矩;低压尾迹区是影响侧向力实际作用效果的决定因素;攻角的增大和喷流位置的后移,分别有助于削弱低压尾迹区的干扰强度和作用范围,从而增强侧向控制力的实际作用效果. 展开更多
关键词 横向喷流 侧向控制力 攻角 位置 低压尾迹区
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横向喷流干扰中的真实气体效应研究 被引量:11
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作者 杨彦广 刘君 唐志共 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2006年第1期28-33,共6页
建立了包括湍流、两相流和非平衡化学反应模型的统一算法,并对横喷干扰流动中的高温异质喷流、两相流、非平衡燃烧效应分别进行了计算分析。研究表明,非平衡燃烧效应对干扰流场及模型气动力的影响最大,高温异质喷流次之,两相流效应的影... 建立了包括湍流、两相流和非平衡化学反应模型的统一算法,并对横喷干扰流动中的高温异质喷流、两相流、非平衡燃烧效应分别进行了计算分析。研究表明,非平衡燃烧效应对干扰流场及模型气动力的影响最大,高温异质喷流次之,两相流效应的影响最小;非平衡燃烧是引起冷、热喷条件下轴向力系数出现明显差异的最主要因素;虽然固相颗粒本身对干扰流场影响非常小,但它会从造成气相质量流率损失的角度对流动产生影响。因此,在风洞试验的模拟准则中应对上述因素予以考虑。 展开更多
关键词 高超声速 横向喷流干扰 真实气体效应 空气动力
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战术导弹横向喷流数值模拟 被引量:4
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作者 邓有奇 阎超 +1 位作者 吴晓军 郑鸣 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期477-480,共4页
为了研究喷流对导弹不同升力面的干扰影响,通过数值求解N S方程来模拟超声速外流场中横向喷流的干扰流场,采用分块对接网格和“O”型网格技术,精确模拟喷口截面及弹翼形状,生成高质量的贴体计算网格.通过几种升力面和弹身组合的超声速... 为了研究喷流对导弹不同升力面的干扰影响,通过数值求解N S方程来模拟超声速外流场中横向喷流的干扰流场,采用分块对接网格和“O”型网格技术,精确模拟喷口截面及弹翼形状,生成高质量的贴体计算网格.通过几种升力面和弹身组合的超声速横向喷流干扰流场的数值模拟,计算的马赫数为2和4.5 ,计算结果显示具有升力面的喷流干扰比光弹身的喷流干扰大.研究和分析了喷口附近流场的涡系结构和波系结构,并将导弹喷流干扰力放大因子及喷流引起的压心变化的计算结果与目前国外公布的试验值进行比较分析,二者显示了良好的一致性. 展开更多
关键词 横向喷流 有限体积法 数值模拟 复杂
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横向喷流控制在导弹技术中的研究与应用 被引量:6
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作者 胡俊 雷娟棉 吴甲生 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2002年第S1期121-125,共5页
介绍了横向喷流控制技术的特点与研究现况,着重阐述了喷流/外流干扰流场基本结构,来流条件、气动布局以及喷流参数对喷流控制效率的影响,并简要介绍了喷流干扰数值模拟研究涉及的数值方法、网格划分等问题,列举了喷流控制技术在几种典... 介绍了横向喷流控制技术的特点与研究现况,着重阐述了喷流/外流干扰流场基本结构,来流条件、气动布局以及喷流参数对喷流控制效率的影响,并简要介绍了喷流干扰数值模拟研究涉及的数值方法、网格划分等问题,列举了喷流控制技术在几种典型导弹型号中的应用;最后探讨了喷流干扰研究的进一步发展方向。 展开更多
关键词 横向喷流 干扰 气动特性 数值模拟
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非定常俯抑振荡下的横向喷流数值模拟 被引量:3
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作者 赵海洋 刘伟 任兵 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2007年第3期363-368,共6页
采用高精度格式数值求解RANS方程,研究了定常状态下横向喷流流场,压力分布计算结果与实验结果基本吻合,并捕捉到喷流干扰流场中多种流动结构。在非定常计算过程中,飞行器的振动引起了法向力和俯仰力矩系数的相位滞后,推力放大因子随俯... 采用高精度格式数值求解RANS方程,研究了定常状态下横向喷流流场,压力分布计算结果与实验结果基本吻合,并捕捉到喷流干扰流场中多种流动结构。在非定常计算过程中,飞行器的振动引起了法向力和俯仰力矩系数的相位滞后,推力放大因子随俯仰角周期变化。飞行器振动过程中,喷流流场的动态气动特性与稳态喷流有明显的区别,因此在利用横向喷流对飞行器进行姿态控制时,应该考虑由于飞行器姿态的变化对横向喷流所产生的非定常影响问题。 展开更多
关键词 高精度格式 强迫振动 横向喷流 数值模拟
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超声速来流与横向喷流干扰流场冻结流数值模拟 被引量:3
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作者 刘耀峰 徐文灿 吴甲生 《战术导弹技术》 北大核心 2006年第5期11-15,19,共6页
利用对称TVD格式和重叠网格技术数值求解NS方程及组分方程,采用单一空气组分模型和双组分冻结流模型,模拟了某导弹构形的横向喷流干扰流场,对计算结果进行了分析.
关键词 横向喷流 数值模拟 重叠网格 对称TVD格式 冻结
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二维横向喷流的N-S方程数值解 被引量:3
11
作者 王正华 王承尧 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第1期24-29,共6页
让一股射流横向注入超音速流产生所需要的干扰效应是一种飞行器飞行控制的常用手段,如航天飞机和机动导弹上的反作用控制系统(RCS).所以,对射流与主流相互干扰的某些流动特性应该有个基本的了解.本文通过应用MacCormack显格式和Baldwin-... 让一股射流横向注入超音速流产生所需要的干扰效应是一种飞行器飞行控制的常用手段,如航天飞机和机动导弹上的反作用控制系统(RCS).所以,对射流与主流相互干扰的某些流动特性应该有个基本的了解.本文通过应用MacCormack显格式和Baldwin-Lomax修正的代数湍流模型求解二维RANS方程对带横向射流的绕后台阶的M_∞为2.19和6.00的超音速外干扰流场进行了数值计算.与无喷射流的情形相比,回流涡旋区由2个增加到4个,且底部压力有大的回升,喷口宽度越大,回升效应越显著.另外,数值计算表明,在压力梯度变化比较平缓的区域附加一四阶人工粘性能有效地抑制数值振荡,加快收敛. 展开更多
关键词 超音速 数值解 N-S方程 二维横向喷流
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超声速和高超声速横向喷流数值模拟 被引量:1
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作者 邓有奇 吴晓军 +1 位作者 郑鸣 周乃春 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期417-419,433,共4页
为了解横向喷流的干扰影响和喷口附近的流场结构,采用分块对接网格和“O”型网格技术,数值求解N-S方程来模拟超声速和高超声速流场中横向喷流的干扰流场。对两种尖拱弹身外形的超声速和高超声速喷流干扰流场进行了数值计算,计算结果与... 为了解横向喷流的干扰影响和喷口附近的流场结构,采用分块对接网格和“O”型网格技术,数值求解N-S方程来模拟超声速和高超声速流场中横向喷流的干扰流场。对两种尖拱弹身外形的超声速和高超声速喷流干扰流场进行了数值计算,计算结果与风洞实验数据吻合一致。在此基础上,开展了某型导弹多喷构型干扰流场的数值模拟,得出一些横向喷流数值模拟的结论。 展开更多
关键词 横向喷流 动分布 数值仿真 有限体积法
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导弹构形横向喷流干扰流场数值模拟 被引量:1
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作者 刘耀峰 徐文灿 吴甲生 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期5-9,共5页
利用对称TVD格式和重叠网格技术数值模拟了翼面位置不同的两种导弹构形的横向喷流干扰流场,研究了喷口附近的流场结构、涡系结构、波系结构及流动分离等流场特性及翼面位置对干扰效应及气动性能的影响,并将计算得到的干扰力放大因子和... 利用对称TVD格式和重叠网格技术数值模拟了翼面位置不同的两种导弹构形的横向喷流干扰流场,研究了喷口附近的流场结构、涡系结构、波系结构及流动分离等流场特性及翼面位置对干扰效应及气动性能的影响,并将计算得到的干扰力放大因子和干扰力矩系数的结果与实验结果进行比较,吻合良好. 展开更多
关键词 横向喷流 数值模拟 重叠网格 对称TVD格式
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凹腔上游横向喷流混合过程的实验研究 被引量:1
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作者 翟振辰 周进 韩旭 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期39-43,共5页
利用基于纳米粒子的平面激光散射(NPLS)技术研究了超燃冲压模型发动机中凹腔上游横向喷注乙烯燃料时凹腔附近的流场,主要研究了燃料射流与主流的混合过程;对比了在不同喷注压力下燃料射流穿透度的变化;研究了不同凹腔参数对燃料与主流... 利用基于纳米粒子的平面激光散射(NPLS)技术研究了超燃冲压模型发动机中凹腔上游横向喷注乙烯燃料时凹腔附近的流场,主要研究了燃料射流与主流的混合过程;对比了在不同喷注压力下燃料射流穿透度的变化;研究了不同凹腔参数对燃料与主流混合过程的影响。通过研究发现,喷注压力对燃料射流与主流混合效果的影响主要体现在两个方面,射流的穿透度和射流的扩散;对燃料射流来说,与主流混合的主要阶段为大涡的形成直至破碎阶段;在喷注总压相同下,喷注位置靠近凹腔有利于燃料射流与主流的混合和向凹腔内的输运;凹腔构型对燃料射流的影响主要在于大尺度结构开始发展破碎的阶段。 展开更多
关键词 超声速 横向喷流 混合 NPLS
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翼身组合体超声速来流与横向喷流干扰流场的数值模拟 被引量:1
15
作者 刘耀峰 徐文灿 吴甲生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期965-969,共5页
利用对称TVD格式和重叠网格技术数值求解层流N-S方程,模拟了翼身组合体构形的横向喷流干扰流场,研究了该流场的涡系结构、波系结构及流动分离等流场特性,讨论了干扰效应对气动性能的影响,计算了干扰力放大因子和干扰力矩系数,其结果与... 利用对称TVD格式和重叠网格技术数值求解层流N-S方程,模拟了翼身组合体构形的横向喷流干扰流场,研究了该流场的涡系结构、波系结构及流动分离等流场特性,讨论了干扰效应对气动性能的影响,计算了干扰力放大因子和干扰力矩系数,其结果与实验结果基本相符。 展开更多
关键词 体力学 横向喷流 数值模拟 重叠网格 对称TVD格式
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有横向喷流的三维高超声速复杂流场的数值仿真 被引量:1
16
作者 李桦 王承尧 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期344-346,共3页
本文采用时间相关法求解了三维完全NS方程。在算法中 ,对于对流项采用了修正的Osh er Chakravarthy的TVD格式 ,对于粘性项采用中心差分格式。在计算中采用了Baldwin Lomax湍流模型。通过数值仿真得到了攻角为 5°时钝头锥柱体高超... 本文采用时间相关法求解了三维完全NS方程。在算法中 ,对于对流项采用了修正的Osh er Chakravarthy的TVD格式 ,对于粘性项采用中心差分格式。在计算中采用了Baldwin Lomax湍流模型。通过数值仿真得到了攻角为 5°时钝头锥柱体高超声速绕流与横向喷流干扰流场的数值解 ,并将对称面上迎风壁面处压力分布计算值与实验值进行了比较。计算中还采用了多重网格方法 。 展开更多
关键词 横向喷流 三维 高超声速 复杂 数值仿真 多重网格 空气动力学 导弹
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横向喷流对鸭式导弹滚转特性影响研究 被引量:2
17
作者 周培培 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期475-480,共6页
通过数值方法求解三维可压缩雷诺平均N-S方程,对导弹横向喷流的干扰流场进行了数值模拟,计算结果与实验数据吻合较好,基本验证了计算方法在横向喷流复杂流场数值模拟方面的有效性。在此基础上,对固定尾翼鸭式布局导弹亚、跨、超声速流... 通过数值方法求解三维可压缩雷诺平均N-S方程,对导弹横向喷流的干扰流场进行了数值模拟,计算结果与实验数据吻合较好,基本验证了计算方法在横向喷流复杂流场数值模拟方面的有效性。在此基础上,对固定尾翼鸭式布局导弹亚、跨、超声速流场进行了数值模拟,并且计算分析了横向喷流对鸭式布局导弹滚转控制特性的影响,计算结果表明,横向喷流可以有效提高鸭式布局导弹的滚转控制能力。 展开更多
关键词 横向喷流 鸭式布局导弹 N-S方程 数值模拟
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高超声速横向喷流的三维数值模拟
18
作者 田正雨 范晓墙 李桦 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期14-17,共4页
采用有限体积法,结合半隐的Harten TVD格式和Baldwin Lomax代数湍流模型,求解了三维全N S方程,计算了超声速气流干扰流场,并与实验数据进行了比较,模拟清晰地捕捉到喷流附近复杂波系结构和旋涡结构,并且显示出了弹体表面受到喷流影响的... 采用有限体积法,结合半隐的Harten TVD格式和Baldwin Lomax代数湍流模型,求解了三维全N S方程,计算了超声速气流干扰流场,并与实验数据进行了比较,模拟清晰地捕捉到喷流附近复杂波系结构和旋涡结构,并且显示出了弹体表面受到喷流影响的区域,说明横向喷流干扰对弹体影响非常大。 展开更多
关键词 横向喷流 N-S方程 Harten-TVD格式 分离 高超声速飞行器 三维数值模拟
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超声速内流场横向喷流的流动与混合特性实验研究
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作者 耿辉 翟振辰 +2 位作者 陈军 周进 刘君 《上海航天》 北大核心 2007年第5期35-40,57,共7页
为研究超声速内流场中横向喷流的流动与混合特性,将丙酮蒸汽加入喷流介质,用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对流场中流向中心截面和横截面上的丙酮进行成像,研究了喷流的运动轨迹、流场结构、混合方式,以及参数对喷流流动与混合的影响。结... 为研究超声速内流场中横向喷流的流动与混合特性,将丙酮蒸汽加入喷流介质,用平面激光诱导荧光(PLIF)技术对流场中流向中心截面和横截面上的丙酮进行成像,研究了喷流的运动轨迹、流场结构、混合方式,以及参数对喷流流动与混合的影响。结果表明:喷流柱的波动失稳及喷流剪切层中生成的大尺度结构有助于增强喷流与主流在近场的混合;提高出口马赫数会导致剪切层失稳以及出现大尺度结构的位置移向下游,不利于改善近场的混合;增大喷口直径能增加喷流在展向的扩展,升高喷流总压能增加喷流在展向和横向的扩展,并使出现大尺度结构的位置靠近上游;在喷注流量相同条件下,采用小喷注面积高总压喷注更利于增强混合。 展开更多
关键词 超声速内 横向喷流 混合 平面激光诱导荧光
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在超声速高超声速流中横向喷流的分析计算
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作者 夏南 袁生学 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第3期300-304,共5页
根据动量守衡导出的一种快速工程计算方法,计算了超声速高超声速流中横向喷流轨迹.并对实验研究中菱形后楔面喷流进行了分析计算.给出了各种流动和几何参数的影响.
关键词 超声速 超燃发动机 飞行器 横向喷流 发动机
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