當流體處于超過臨界狀態(tài)的壓強環(huán)境下,從亞臨界溫度環(huán)境進入超臨界臨界溫度環(huán)境的流動過程中,所表現出異于正常物理狀態(tài)的流動現象,稱為跨臨界流動,對應的流體熱力學狀態(tài)也被稱為跨臨界狀態(tài)�？缗R界流動現象常見于各工業(yè)領域,如化工萃取,傳熱制冷,航空航天動力系統(tǒng)中燃料傳輸和主動冷卻方案等。由于處于跨臨界狀態(tài)下的流體能夠表現出不同于常溫常壓環(huán)境下的流動特性與熱力學性質,例如與液相相近的密度,與汽相相近的粘度等,具有潛在的工程應用價值,因此受到學者的廣泛關注,但對于跨臨界流動過程中的細節(jié)性研究目前尚不充分。本文對國內外航空航天領域內,超燃沖壓發(fā)動機與火箭發(fā)動機燃燒室內燃料的跨臨界流動等相關性研究進行了介紹和總結,對跨臨界流動問題的研究方向,研究意義和應用前景做了相關闡述;以N₂為例,通過PR立方型狀態(tài)方程計算了其在亞臨界,跨臨界狀態(tài)下的相關熱力學參數,得到了不同壓強,溫度條件下N₂的熱力學性質變化曲線,總結了N₂的流動特性變化趨勢和跨臨界流體的普遍特性。通過公式推導證明了常規(guī)數值計算方法難以求解跨臨界流動問題,并簡要闡述了數值模擬中虛擬... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 工程背景與研究意義
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 本文研究內容
2 跨臨界流體熱力學參數研究
    2.1 真實氣體狀態(tài)方程
        2.1.1 范德瓦爾斯方程
        2.1.2 半經驗形式的狀態(tài)方程
    2.2 熱力學方程
    2.3 跨臨界N_2熱力學參數變化曲線
    2.4 本章小結
3 壓強振蕩機理研究與求解算法
    3.1 流動控制方程及其數值計算方法
        3.1.1 流動控制方程
        3.1.2 數值離散方法
    3.2 虛擬壓強振蕩現象研究
    3.3 數值算法
        3.3.1 雙通量模型計算方法
        3.3.2 守恒型求解算法
    3.4 算例驗證與結果對比
        3.4.1 一維N_2接觸面對流算例
        3.4.2 一維N_2跨臨界激波管算例
    3.5 本章小結
4 高階精度有限差分算法研究
    4.1 高階精度算法基本思路
    4.2 高階精度格式構造方法
        4.2.1 加權本質無振蕩(WENO)算法
        4.2.2 加權緊致非線性(WCNS)算法
        4.2.3 靶向本質無振蕩(TENO)算法
    4.3 一維流動問題模擬
        4.3.1 Sod激波管算例
        4.3.2 Lax激波管算例
    4.4 二維超聲速流動問題模擬
        4.4.1 二維黎曼問題算例
    4.5 本章小節(jié)
5 二維跨臨界流動模擬
    5.1 湍流數值模擬方法
    5.2 粘性項處理方法
    5.3 算例驗證與流場結果
        5.3.1 低溫N_2噴流模擬
        5.3.2 跨臨界H_2/O_2噴流混合過程模擬
    5.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]超臨界壓力下湍流區(qū)碳氫燃料傳熱研究[J]. 張磊,樂嘉陵,張若凌,張香文,景凱,高洋.  推進技術. 2013(02)
[2]超臨界壓力下航空煤油流動與傳熱特性試驗[J]. 江晨曦,仲峰泉,范學軍,俞剛.  推進技術. 2010(02)
[3]超臨界壓力下航空煤油RP-3焓值的測量及換熱研究[J]. 張春本,鄧宏武,徐國強,黃文,朱錕.  航空動力學報. 2010(02)
[4]超臨界RP-3管內換熱特性實驗[J]. 王英杰,徐國強,鄧宏武,羅翔.  推進技術. 2009(06)
[5]無波動、無自由參數的耗散差分格式[J]. 張涵信.  空氣動力學學報. 1988(02)

博士論文
[1]超燃沖壓發(fā)動機碳氫燃料再生冷卻流動傳熱研究與應用[D]. 趙國柱.西北工業(yè)大學 2015



本文編號：3347798