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气相爆轰胞格结构和马赫反射数值模拟 被引量：20
1
作者 张德良 谢巍 +1 位作者 郭长铭 胡湘渝 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期161-167,共7页
采用简化二阶段化学反应模型和改进的高精度时空守恒方法 (CE/SE)对二维可燃气体DDT过程和爆轰波在楔面上的马赫反射进行了数值模拟 。
关键词 DDT过程 爆轰波 马赫反射 CE/SE方法 胞格结构 气相
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准定常强激波马赫反射波形的数值研究 被引量：4
2
作者 高云亮 李进平 +1 位作者 胡宗民 姜宗林 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期456-461,共6页
应用DCD频散控制激波捕捉格式,求解二维、多组分、带有化学反应的Euler方程组,数值模拟了准定常强激波的马赫反射问题。研究结果表明:与经典马赫反射理论相比,在强激波条件下,激波诱导的气体分子振动激发和化学反应使马赫反射的三波点... 应用DCD频散控制激波捕捉格式,求解二维、多组分、带有化学反应的Euler方程组,数值模拟了准定常强激波的马赫反射问题。研究结果表明:与经典马赫反射理论相比,在强激波条件下,激波诱导的气体分子振动激发和化学反应使马赫反射的三波点轨迹角变小、马赫杆高度变低、楔顶附体激波倾角变小;马赫杆的相对突出量随入射激波马赫数和楔角的增大而增大,而气体分子的振动、离解等真实气体效应能进一步加剧马赫杆的向前突出。 展开更多
关键词 准定常流 强激波 马赫反射 马赫杆突出
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气相爆震波马赫反射转变机理的实验研究 被引量：3
3
作者 刘杰 杜忠华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期608-616,共9页
在矩形爆震管道中,选用具有规则胞格结构的高浓度氩气稀释稳态气体C2H2-2.5O2-8.17Ar及不规则胞格结构的非稳态气体C2H2-5N2O,利用纹影和烟膜实验对CJ爆震状态下的爆震波发生马赫反射的转变机理进行了研究。在楔角为30°,5k Pa初始... 在矩形爆震管道中,选用具有规则胞格结构的高浓度氩气稀释稳态气体C2H2-2.5O2-8.17Ar及不规则胞格结构的非稳态气体C2H2-5N2O,利用纹影和烟膜实验对CJ爆震状态下的爆震波发生马赫反射的转变机理进行了研究。在楔角为30°,5k Pa初始条件下,C2H2-2.5O2-8.17Ar马赫反射转变时马赫杆临界高度约为1.25cm,过驱胞格结构出现的最小距离略小于胞格长度的1/3;C2H2-5N2O马赫反射转变时马赫杆临界高度约为1.5cm,由于其胞格结构不规则,故难以衡量过驱胞格结构出现的位置。实验结果表明:爆震波马赫反射三波点运动轨迹特征为在初始阶段遵循无反应冲击波理论,随后马赫反射发生转变使得运动轨迹逐渐平行于反应冲击波理论,从而验证了爆震波开始形成前导激波马赫反射,由于CJ区域内三波点的介入引起扰动,最终在马赫反射区形成过驱爆震的过程。 展开更多
关键词 气相爆震 马赫反射 胞格结构 过驱
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铅飞层中斜冲击波对碰马赫反射行为实验研究 被引量：1
4
作者 张崇玉 胡海波 +1 位作者 王翔 刘宁文 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期114-118,共5页
采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS)和高速光电分幅相机照相两种精密诊断技术,对铅飞层中斜冲击波对碰后的反射行为进行了观测。获得了飞层对碰部位速度-时间历史曲线和凸起形貌演化图像,给出了凸起轮廓发展演化... 采用线阵多普勒光纤探针测速技术(Doppler pins system,DPS)和高速光电分幅相机照相两种精密诊断技术,对铅飞层中斜冲击波对碰后的反射行为进行了观测。获得了飞层对碰部位速度-时间历史曲线和凸起形貌演化图像,给出了凸起轮廓发展演化过程、压力分布等实验数据和信息。结合冲击波反射理论,对铅飞层对碰区动力学现象进行了分析和解释,证实铅飞层中斜冲击波对碰后发生了马赫反射。 展开更多
关键词 铅飞层 斜冲击波对碰 马赫反射 线阵DPS 高速光电分幅相机
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不稳定性对爆轰波楔面马赫反射的影响规律研究 被引量：2
5
作者 宁建国 李健 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期576-581,共6页
采用一种两步化学反应模型对胞格爆轰波的楔面马赫反射过程进行了数值研究,从而澄清和解释胞格不稳定性对马赫反射发展模式和自相似性的影响。考虑到反应欧拉方程源项的刚性问题,本文采用附加RungeKutta方法耦合非刚性对流项和刚性反应... 采用一种两步化学反应模型对胞格爆轰波的楔面马赫反射过程进行了数值研究,从而澄清和解释胞格不稳定性对马赫反射发展模式和自相似性的影响。考虑到反应欧拉方程源项的刚性问题,本文采用附加RungeKutta方法耦合非刚性对流项和刚性反应源项,对流项的离散采用五阶精度的WENO格式。计算结果表明,对于稳定胞格爆轰波而言,其马赫反射过程本质上与ZND爆轰波的马赫反射是一致的,整体上不存在自相似性,胞格不稳定性只是造成了三波点轨迹线局部小振幅的波动。在楔面顶点附近,由于马赫杆是强过驱的,爆轰波的马赫反射过程是自相似的。在远场,爆轰波马赫反射的三波点轨迹线渐近的趋向于一条直线,说明重新获得了自相似性。对于不稳定的爆轰波,由于自身的不稳定性可以与马赫反射的强度相匹配,定义其三波点的轨迹是困难的,进行自相似性分析没有意义。 展开更多
关键词 爆轰波 马赫反射 自相似性 稳定性 特征尺度
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预混气爆轰马赫反射实验研究 被引量：1
6
作者 赵焕娟 严屹然 +1 位作者 张英华 刘杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2572-2579,共8页
为研究斜爆轰马赫反射的实验现象以及不稳定性对马赫反射的影响,在矩形爆轰管道中,对3种预混气的马赫反射现象进行了实验研究,取得烟膜记录。烟膜结果显示,三波点高度在楔角附近与无反应三激波理论类似,随后逐渐偏向反应三激波理论,三... 为研究斜爆轰马赫反射的实验现象以及不稳定性对马赫反射的影响,在矩形爆轰管道中,对3种预混气的马赫反射现象进行了实验研究,取得烟膜记录。烟膜结果显示,三波点高度在楔角附近与无反应三激波理论类似,随后逐渐偏向反应三激波理论,三波点实际高度由反应实际放热量决定,三种气体偏转始末距离与结束偏转距离之比平均值分别为0.42,0.49,0.31,与三者活化能大小关系相符合。胞格结构随初始压力增大而渐趋规律,胞格尺寸也逐渐减小,由CJ区域到过驱区域胞格结构存在明显的转变。横波是影响斜爆轰稳定的重要因素,压力增大可抑制分子的无规则运动,使横波出现的位置更加集中,胞格更为规律。预混气爆轰不稳定度大的气体横波出现的时空位置更不易确定,胞格结构更不规律,胞格尺寸较小。 展开更多
关键词 气相爆轰 马赫反射 爆轰不稳定性 胞格结构 活化能
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高超声速马赫反射 被引量：2
7
作者 乐嘉陵 倪鸿礼 胡光初 《气动实验与测量控制》 CSCD 1996年第2期1-8,共8页
通过实验和数值计算模拟了激波（马赫数７．６）绕４０度压缩拐角的流动。实验是在气动中心激波管中完成的，数值模拟采用了层流的Ｎ－Ｓ方程，对无粘项、粘性项和化学源项分别采用了迎风ＴＶＤ格式、中心差分格式和点隐式的方法进行差... 通过实验和数值计算模拟了激波（马赫数７．６）绕４０度压缩拐角的流动。实验是在气动中心激波管中完成的，数值模拟采用了层流的Ｎ－Ｓ方程，对无粘项、粘性项和化学源项分别采用了迎风ＴＶＤ格式、中心差分格式和点隐式的方法进行差分离散，计算了平衡与非平衡条件下的马赫反射流动，其数值计算结果与实验结果符合甚好。 展开更多
关键词 马赫反射 高超声速流动 TVD格式
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管道中复杂马赫反射流场的高精度数值模拟 被引量：1
8
作者 李超 乐嘉陵 王泽刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1992年第3期332-338,共7页
本文分析了一类高精度迎风TVD欧拉方程差分格式的精度,并用240×80个网格点进行马赫反射的计算,获得了目前实验和计算不易得到的两个激波三叉点的复杂波系结构。本文还研究了激波管上壁面对马赫反射的影响,并计算了轴对称扩张管道... 本文分析了一类高精度迎风TVD欧拉方程差分格式的精度,并用240×80个网格点进行马赫反射的计算,获得了目前实验和计算不易得到的两个激波三叉点的复杂波系结构。本文还研究了激波管上壁面对马赫反射的影响,并计算了轴对称扩张管道中激波的运动及激波与半球形障碍物的相互作用。计算结果分析指出,本文所采用的高精度迎风TVD格式与计算方法可以用来模拟具有复杂波系的工程问题研究。 展开更多
关键词 欧拉方程 马赫反射 数值解
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平面运动激波在定常超音速劈表面马赫反射的研究
9
作者 尹协振 韩肇元 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1989年第1期67-74,共8页
本文介绍了在电控双驱动激波风洞中进行的平面运动激波在有定常超音速绕流的尖劈表面马赫反射的实验。这种反射现象属于准定常的,在实验中观察到了四种反射(RR,SMR,CMR和DMR)。本文还计算了三波点Τ的迹线及弯折点Κ的迹线分别和劈面的... 本文介绍了在电控双驱动激波风洞中进行的平面运动激波在有定常超音速绕流的尖劈表面马赫反射的实验。这种反射现象属于准定常的,在实验中观察到了四种反射(RR,SMR,CMR和DMR)。本文还计算了三波点Τ的迹线及弯折点Κ的迹线分别和劈面的夹角χ和χ',以及各种反射相互转变的边界。发现运动激波波前定常超音速气流马赫数Μ_0会影响χ和χ'角,使(θ_ω+χ,Μ_s)平面上各种反射的转变边界发生变化,但不影响(θ_w,Μ_s)平面上的各条转变边界线。 展开更多
关键词 激波 马赫反射 激波管 激波干扰
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带隔板装药爆轰波马赫反射理论研究和数值模拟 被引量：6
10
作者 潘建 张先锋 +1 位作者 何勇 邓启斌 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期449-456,共8页
基于三波理论和Whitham方法对带隔板装药爆轰波相互作用后发生的正规反射和非正规反射进行了理论分析,给出了爆轰波发生马赫反射时临界入射角和马赫杆增长角等参数的变化规律,提出了马赫杆高度的计算模型。基于凝聚炸药爆轰Jones-Wilkin... 基于三波理论和Whitham方法对带隔板装药爆轰波相互作用后发生的正规反射和非正规反射进行了理论分析,给出了爆轰波发生马赫反射时临界入射角和马赫杆增长角等参数的变化规律,提出了马赫杆高度的计算模型。基于凝聚炸药爆轰Jones-Wilkins-Lee(JWL)模型和冲击起爆的Lee-Tarver模型,利用有限元计算软件对带隔板装药爆轰波的传播过程进行了数值模拟。结果表明,发生马赫反射后,随着爆轰波的传播,马赫杆的高度不断增加。数值模拟结果与理论计算结果吻合较好,说明本文中采用的理论模型和数值模拟方法能够较准确地描述带隔板装药爆轰波马赫反射的传播过程。 展开更多
关键词 爆炸力学 马赫反射 隔板 爆轰波传播 超压爆轰
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双波长NO-PLIF法测量激波马赫反射温度场的实验研究 被引量：3
11
作者 曹春丽 徐胜利 刘二伟 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期510-516,共7页
利用双波长NO-PLIF法,研究激波管内运动激波在15°斜劈上的马赫反射的温度场分布.实验中以NO作为温度测量的示踪剂,分别选取波长为225.072nm和225.282nm的染料激光作为激发光,获得了较好的荧光图像.对激波在斜劈上的马赫反射流场的... 利用双波长NO-PLIF法,研究激波管内运动激波在15°斜劈上的马赫反射的温度场分布.实验中以NO作为温度测量的示踪剂,分别选取波长为225.072nm和225.282nm的染料激光作为激发光,获得了较好的荧光图像.对激波在斜劈上的马赫反射流场的波前、波后和反射区的温度分布进行了实验测量,结果表明:NO的荧光强度对温度的敏感程度与激发波长有关,当波长为225.072nm时,荧光强度随温度变化不明显,当波长为225.282nm时,荧光强度随温度变化而剧烈变化.实验测得的温度分布相对数值模拟的误差在15%以内,这表明该方法具有较高的精度,具有一定的工程应用价值. 展开更多
关键词 平面激光诱导荧光技术 温度测量 马赫反射 超燃
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频散可控格式的一种推广形式及其在爆轰波马赫反射中应用 被引量：3
12
作者 常利娜 张德良 +1 位作者 胡宗民 姜宗林 《计算物理》 CSCD 北大核心 2005年第3期189-196,共8页
　频散可控格式是高精度捕捉激波的新格式.对原有频散可控格式(DCD)进行了推广,给出了适用于网格点排列不规则情况下的DCD格式,使其具有更广泛的适应性,在此基础上构造了在非结构三角形网格下的DCD格式.用一些典型算例对推广后的DCD格... 　频散可控格式是高精度捕捉激波的新格式.对原有频散可控格式(DCD)进行了推广,给出了适用于网格点排列不规则情况下的DCD格式,使其具有更广泛的适应性,在此基础上构造了在非结构三角形网格下的DCD格式.用一些典型算例对推广后的DCD格式进行检验,结果表明该格式是合理和可靠的,并能够较好地保留原有DCD格式的二阶精度.把推广后的DCD格式和具有8种组分和20个化学反应的基元反应模型相结合,对氢氧爆轰波在直管道中的传播问题及楔面上马赫反射问题进行计算,计算结果和实验结果比较表明,在非结构三角形网格下的DCD格式能够有效地捕捉爆轰波,在爆轰波阵面上不会产生振荡或是抹平间断现象. 展开更多
关键词 马赫反射 推广形式 可控 频散 CD格式 三角形网格 应用 爆轰波阵面 捕捉激波 反应模型 化学反应 二阶精度 结果比较 计算结果 非结构 高精度 不规则 网格点 适应性 排列 算例 楔面 氢氧 间断
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曲面冲击波马赫反射特性理论研究 被引量：3
13
作者 王伟力 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 1992年第5期26-31,共6页
从冲击波基本性质出发,推出了在具有正常压缩性((?)~2P/(?)v^2)_s>0)的介质中曲面冲击波马赫反射一般特性和相应关系式。曲面冲击波马赫反射性质与平面冲击波不同,“三波线”轨迹为曲面,马赫波速是变化的。当马赫波达到稳定不变时,... 从冲击波基本性质出发,推出了在具有正常压缩性((?)~2P/(?)v^2)_s>0)的介质中曲面冲击波马赫反射一般特性和相应关系式。曲面冲击波马赫反射性质与平面冲击波不同,“三波线”轨迹为曲面,马赫波速是变化的。当马赫波达到稳定不变时,“三波线”轨迹成为平面,马赫波速保持定值。在“三波线”轨迹面上,入射波速、反射波速和马赫波速三者相等。由滑移爆轰产生的对称收聚形曲面冲击波所形成的马赫反射波速,“三波线”增长角随马赫波的发展而单调减小,趋于相应最小值——爆速和零。马赫波迅速达到接近稳定的尺寸,大曲率的收聚形曲面冲击波有较小的马赫波尺寸。 展开更多
关键词 冲击波 马赫反射
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激光能量注入位置对进气道马赫反射影响数值研究 被引量：1
14
作者 李晶 洪延姬 王殿恺 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期17-19,共3页
超声速进气道存在双尖楔结构,在非设计工况下,可能出现马赫反射现象。利用激光能量注入流场产生等离子体,可以改变马赫反射结构,降低马赫杆高度,甚至使马赫反射完全转变为正规反射,达到减少总压损失的目的。基于这种方法,本文在等离子... 超声速进气道存在双尖楔结构,在非设计工况下,可能出现马赫反射现象。利用激光能量注入流场产生等离子体,可以改变马赫反射结构,降低马赫杆高度,甚至使马赫反射完全转变为正规反射,达到减少总压损失的目的。基于这种方法,本文在等离子体区域形状和激光能量相同的情况下,计算了马赫数为3.45时,不同的激光能量注入位置对双尖楔简化模型形成的马赫反射结构的影响。计算结果和分析表明,适当增大激光能量注入位置与马赫杆的距离,并减小其与上游斜激波的距离,将有助于降低马赫杆高度,提高激光能量对马赫反射结构的控制效果。 展开更多
关键词 激光能量沉积 超声速进气道 等离子体 马赫反射
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计算强激波马赫反射的简易方法
15
作者 陈志林 《计算物理》 CSCD 北大核心 1989年第4期385-391,共7页
本文应防护工程实际需要,根据大量实验数据和数值计算成果,提出射线管截面积与激波马赫数之间的幂次函数形式,使得马赫反射区地面最大超压分布计算大大简化,且计算结果与实验值符合较好。本方法对高抗力防护工程设计计算有重要参考价值。
关键词 强激波 马赫反射 计算
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气相爆轰波凹面反射过程尺度效应的实验研究
16
作者 景天雨 林庚浩 李健 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第1期74-81,共8页
了解气相爆轰波的凹面反射是研究爆轰波在环形管道条件下传播机制的基础。文章针对气相爆轰波凹面反射问题中存在的尺度效应进行实验研究,得到三波点轨迹和临界壁角与几何尺度之间的定量关系,发现了类似于爆轰波楔面马赫反射的尺度效应... 了解气相爆轰波的凹面反射是研究爆轰波在环形管道条件下传播机制的基础。文章针对气相爆轰波凹面反射问题中存在的尺度效应进行实验研究,得到三波点轨迹和临界壁角与几何尺度之间的定量关系,发现了类似于爆轰波楔面马赫反射的尺度效应和2个极限(冻结和平衡极限);进一步研究发现尺度效应高度依赖于2个特征长度尺度(胞格尺寸λ和凹面曲率半径R)。以上研究可为高性能航天推进系统燃烧室的设计提供理论参考。 展开更多
关键词 胞格爆轰波 气相爆轰波 凹面反射 马赫反射 尺度效应 实验研究
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气相爆轰波马赫反射非自相似性特征的实验 被引量：2
17
作者 刘杰 赵焕娟 +1 位作者 杜忠华 陈曦 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期588-597,共10页
为了研究在CJ(Chapman-Jouguet)状态下气相爆轰波马赫反射的非自相似性特征,搭建了由驱动段、传播段以及观测段组成的矩形管道;利用纹影和烟膜实验方法分别对3种预混气发生马赫反射现象进行了实验研究.实验结果表明:对稳态或非稳态气体... 为了研究在CJ(Chapman-Jouguet)状态下气相爆轰波马赫反射的非自相似性特征,搭建了由驱动段、传播段以及观测段组成的矩形管道;利用纹影和烟膜实验方法分别对3种预混气发生马赫反射现象进行了实验研究.实验结果表明:对稳态或非稳态气体,测量了马赫反射三波点位置高度,验证了马赫反射三波点轨迹线为波动的曲线,即自相似性对爆轰波马赫反射失效;非自相似性的重要特征是三波点轨迹线在楔角初始位置时基本遵循无反应冲击波理论计算结果,随后逐渐偏离并向有反应冲击波转变,之后接近平行于反应冲击波理论计算并稳定地处于两个理论值之间.最后给出在初始压力为10kPa和楔角为30°的条件下,对于所研究的3种气体,其马赫反射三波点发生转变的位置高度分别约为0.8,1.05cm以及0.5cm,可见相同初始条件下非稳态气体的马赫反射发生转变比稳态气体提前. 展开更多
关键词 气相爆轰 马赫反射 三激波理论 非自相似性 胞格结构
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气相爆轰波马赫反射影响因素的实验研究
18
作者 刘杰 杜忠华 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期55-63,共9页
在矩形截面的爆轰管道中,对C2H2+2.5O2+8.17Ar和C2H2+5N2O在CJ爆轰状态下经过不同楔面所发生的马赫反射的影响因素进行了实验研究。实验中,由烟膜记录爆轰波马赫反射的胞格结构转变过程;采用纹影技术捕捉爆轰波马赫反射波阵面的不稳定... 在矩形截面的爆轰管道中,对C2H2+2.5O2+8.17Ar和C2H2+5N2O在CJ爆轰状态下经过不同楔面所发生的马赫反射的影响因素进行了实验研究。实验中,由烟膜记录爆轰波马赫反射的胞格结构转变过程;采用纹影技术捕捉爆轰波马赫反射波阵面的不稳定性及波后流场分布。实验结果表明:两种实验气体在爆轰波马赫反射过程中均存在由CJ区域向过驱区域转变的胞格结构;初始压力对楔面与马赫反射三波点轨迹线之间的夹角(χ)影响明显,楔角θw对χ的影响随θw的增大而增大;根据实验测得的θw+χ与θw之间的关系,可知爆轰波马赫反射三波点轨迹线的斜率随着θw的增大而增大,与CJ区域内胞格轨迹线的相交距离也更短,使马赫杆后的过驱度升高。另外,不稳定气体C2H2+5N2O的不稳定性高于稳定气体C2H2+2.5O2+8.17Ar,导致二者的爆轰波马赫反射行为存在较大的差异。 展开更多
关键词 气相爆轰 马赫反射 胞格结构 诱导区 过驱度
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拟定常与不定常马赫反射中马赫杆高度的计算(英文)
19
作者 王丽 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期513-519,共7页
给出了计算不定常马赫反射中马赫杆高度的方法,特别考虑了激波在凸柱面上的反射.在上述反射中,基于拟定常马赫反射中计算马赫杆高度的方法,通过积分三叉点运动方向的向量场得到了三叉点的运动轨迹,进而得到马赫杆的高度.将马赫杆高度的... 给出了计算不定常马赫反射中马赫杆高度的方法,特别考虑了激波在凸柱面上的反射.在上述反射中,基于拟定常马赫反射中计算马赫杆高度的方法,通过积分三叉点运动方向的向量场得到了三叉点的运动轨迹,进而得到马赫杆的高度.将马赫杆高度的数值计算结果与实验数据作比较,得到了一致的结果. 展开更多
关键词 马赫反射 方向场 马赫杆
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激波反射现象的研究进展 被引量：19
20
作者 杨旸 姜宗林 胡宗民 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期141-161,共21页
本文依据激波反射研究领域最近十几年的研究热点问题,回顾了激波反射现象的主要研究成果,并着重介绍了以下几个方面的最新研究进展:弱激波的反射结构、运动激波反射的各种反射结构及转变准则、定常激波反射波形结构的分析以及激波反射... 本文依据激波反射研究领域最近十几年的研究热点问题,回顾了激波反射现象的主要研究成果,并着重介绍了以下几个方面的最新研究进展:弱激波的反射结构、运动激波反射的各种反射结构及转变准则、定常激波反射波形结构的分析以及激波反射的迟滞现象等.考虑到三维激波反射重要的工程应用需求,本文还介绍了三维激波反射的研究进展与目前存在的问题.最后,作者从激波动力学的视点出发,探讨了激波反射方面未来的学科发展方向和需要深入研究的问题. 展开更多
关键词 激波反射 马赫反射 转变准则 迟滞现象
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