二維超音速噴管中凝結激波的結構和發(fā)生位置馬赫數(shù).pdf

1、相變在許多科學應用或技術領域是經(jīng)常會碰到的問題，如：大氣中云的形成、濕空氣的噴管流動、渦輪機和飛機在大氣層中跨音速飛行等流場中都可能存在流體相的轉變過程。 本文首先自行發(fā)展了二維超音速風洞的設計方法和計算程序；并且發(fā)展了已有的二維紋影方法，使其更容易使用和調節(jié)。然后以實驗為主要手段，結合數(shù)值模擬和量綱分析研究含有水蒸氣的空氣在超音速噴管中形成凝結激波幾何結構和形成位置馬赫數(shù)Mc。 實驗以紋影方法攝像，記錄了不同的駐室溫度

2、T<,0>，駐室氣體相對飽和度Φ<,0>下凝結激波的形成位置和幾何結構。研究發(fā)現(xiàn)，在喉道半高與壁面曲率半徑比例較高的噴管中凝結激波中部有馬赫桿的雙入結構。這種二維結構的形成原因在于噴管壁面附近與中軸附近氣流膨脹的不均勻性。為進一步研究T<,0>和Φ<,0>耦合作用于流場的機理，以量綱分析的方法分別得到了凝結激波形成位置馬赫數(shù)Mc和馬赫桿特征長度h<,m><'*>(即馬赫桿半長與喉道半高的比值)依賴于同一個復合參數(shù)X變化的經(jīng)驗公式。X的物