噴嘴結構參數(shù)對自激脈沖空化射流的影響研究任務書

噴嘴結構參數(shù)對自激脈沖空化射流的影響研究任務書一、研究背景自激脈沖空化射流是指高速流體流過彎曲通道或稱為噴嘴時，由于壓力降在圓弧部分產生兩個極端壓力，從而導致局部不穩(wěn)定，引起強烈的渦旋流和湍流運動，使得氣體局部發(fā)生嚴重空化和渦騰現(xiàn)象的過程。該現(xiàn)象廣泛存在于高超聲速巡航、空氣動力學、燃燒等領域，并對這些領域的實際應用產生了重要的影響。噴嘴是自激脈沖空化射流的重要組成部分，其結構參數(shù)對空化射流的產生和發(fā)展具有重要影響。因此，通過對噴嘴結構參數(shù)的研究，可以更好地理解自激脈沖空化現(xiàn)象的機理，并為相關領域的設計和仿真提供基礎數(shù)據(jù)。二、研究內容和目標1.研究噴嘴結構參數(shù)對自激脈沖空化射流產生和發(fā)展的影響。2.建立適合于自激脈沖空化模擬的數(shù)值仿真模型。3.采用數(shù)值仿真方法，模擬不同噴嘴結構參數(shù)下的自激脈沖空化流場，并分析其特征。4.利用實驗測試手段，驗證模擬結果并驗證不同噴嘴結構參數(shù)下的自激脈沖空化射流的演化規(guī)律。5.總結研究成果，撰寫論文報道。三、步驟和措施1.了解自激脈沖空化現(xiàn)象的基本原理和影響因素，重點研究渦騰過程和氣動聲學效應。2.采用CFD方法，建立流場模擬模型，計算不同噴嘴結構參數(shù)下的空化流場，并分析其特征，如：實體形狀、進口截面積、角度、壁面材料。3.對比模擬結果與實驗結果，并借助可視化手段（如動畫）加深對渦騰流的認識，從而推導出空化機理。4.基于數(shù)值分析和可視化研究結果，選擇性地驗證經典的氣動聲學模型，以進一步說明空化風險。5.總結研究成果，進一步探討如何優(yōu)化噴嘴結構參數(shù)以改善系統(tǒng)的全局高溫流動特性，并撰寫論文報告。四、時間安排第一年：1-2月：查閱相關文獻、篩選研究對象和方法。3-5月：配置數(shù)值模型、開展基礎仿真、分析渦騰流基本特征。6-7月：整合結果、確定實驗方案。8-12月：開展實驗測試、整合數(shù)值計算和測試結果，出具研究報告。第二年：1-2月：總結第一年研究成果，進一步根據(jù)實驗結果優(yōu)化加載因素。3-5月：改善渦騰狀態(tài)、調整流體參數(shù)。6-7月：進行更多的驗證實驗，并根據(jù)驗證結果對模型進行校準。8-12月：撰寫論文、提交國際期刊。五、參考文獻[1]BozziHP.Areviewofthephysicsofunsteadyflowswithshockwaves[J].ProgressinAerospaceSciences,2016,81:1-47.[2]孫定光,車云霞.自激脈沖空化的產生,增強與控制[J].力學進展,2007,37(5):620-632.[3]MaXY,ZhangYQ,etal.Numericalsimulationoftheinfluenceofnozzlegeometryonshock-inducedcombustioninscramjetengines[J].ChineseJournalofAeronautics,2015,28(6):1656-1665.[4]馬寶敏,譚東洋,等.噴嘴置換角度對雙錐體高超聲速蒸汽發(fā)生器性能的影響[J].航空動力學報,2017,32(s1):6-12.[5]DongX,HuangJ,etal.Atwo-dimensionalnumericalsimulationstudyonself-excitedshockwavesinasemi-circularduct[