水下燃氣噴管高速射流問題研究.pdf

1、火箭水下點火瞬間的燃氣噴管高速射流一個復(fù)雜的物理過程.噴管外水流場的背壓效應(yīng)將會限制燃氣的迅速擴散,大量噴入水中的燃氣形成燃氣泡,在水中以很快的速度膨脹,其所造成的壓力場會對導(dǎo)彈載荷和運動產(chǎn)生影響,點火瞬間噴管中的氣流場和管口外的水流場物理變化非常迅速,氣流中會出現(xiàn)復(fù)雜激波系的動態(tài)傳播等,是一個涉及可壓與不可壓縮相的非穩(wěn)態(tài)兩相流動工程問題.有限體積方法,特別是間斷解的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積方法是當(dāng)前計算流體力學(xué)研究的熱點,而其中的活動界面追

2、蹤問題的數(shù)值模擬方法和活動界面的重構(gòu)技術(shù)更是這中間非?；钴S的一個領(lǐng)域.Fluent是目前在全球應(yīng)用最為廣泛的計算流體力學(xué)通用軟件,在它的輔助之下,許多復(fù)雜工程流體力學(xué)問題已經(jīng)得到了很好的解決并得到了工業(yè)界的廣泛認同,但針對上述問題,Fluent還沒有成功的先驗算例.穩(wěn)重在系統(tǒng)考察了Fluent的核心算法和理論基礎(chǔ)之后,通過選擇調(diào)整Fluent的現(xiàn)有算法,結(jié)合自己的程序模塊,解決了這一問題.本文給出了包括數(shù)值方法介紹、計算模型建立以及計算

3、結(jié)果的處理分析的相關(guān)算例,數(shù)值實驗表明,此方法可以較為全面反映水下燃氣噴管射流形成初期的物理過程,得到了豐富的計算數(shù)據(jù),成功分辨捕捉了流場中復(fù)雜的動態(tài)激波結(jié)構(gòu)以及燃氣泡的成長過程,與文獻中的計算結(jié)果吻合程度良好.另外,文中還給出了作者另外一部分工作的相關(guān)內(nèi)容,即利用推廣了的建立在半交錯網(wǎng)格基礎(chǔ)上的連續(xù)性方程壓力連接方法來計算不可壓縮粘性軸對稱體內(nèi)外流問題,整個內(nèi)外流流場分塊生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,統(tǒng)一求解,與建立在交錯網(wǎng)格上的有限體積方法計算,