【摘 要】
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高度欠膨胀射流广泛地出现在超声速混合与燃烧过程、发动机燃料喷注、噪声防护等研究领域,在航空航天推进系统中具有广阔的应用前景.此外,研究高度欠膨胀射流有助于加深
【机 构】
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中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京100190中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室,北京100190;中国科学院高超声速科技中心,北京100190
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高度欠膨胀射流广泛地出现在超声速混合与燃烧过程、发动机燃料喷注、噪声防护等研究领域,在航空航天推进系统中具有广阔的应用前景.此外,研究高度欠膨胀射流有助于加深对射流中波-涡相互作用、射流失稳等一系列理论问题的理解.本文利用基于OpenFOAM 函数库的astroFoam 求解器,对喷压比NPR 分别为5.60、7.47、9.34、11.21,雷诺数Re～105 的四种不同条件下的高度欠膨胀氮气射流进行了大涡模拟.通过时均流场的近场流动特征、波系结构等验证了求解器以及计算模型的可靠性,并研究了喷压比对马赫盘高度与直径的影响.重点呈现了高度欠膨胀射流近场瞬态结构的形成、演化过程,报道了在大涡模拟中捕捉到的新的流动特征,其形成机理为膨胀扇区相交,而小的菱形结构的尺寸主要受流动初始条件的影响,喷压比对其影响较小.本文还研究了欠膨胀射流中激波震荡的特性,强调了其强瞬态、强非线性的特点.
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