导读:本文包含了转捩机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:横流,转捩,二次失稳,高超声速边界层
转捩机理论文文献综述
韩宇峰,苏彩虹[1]（2018）在《高超声速边界层横流转捩过程的机理研究》一文中研究指出横流失稳是高超声速叁维边界层转捩的主要的失稳机制之一。对横流失稳触发转捩的普遍认识是,横流涡经历一定程度的线性增长后,在下游会由于非线性作用幅值出现饱和。饱和的定常涡导致平均流发生修正,使得在修正的平均流上高频扰动再次失稳,即出现二次失稳现象,促使转捩发生。然而,对于转捩过程中的机理认识并不清楚。对于Mack模态(TS波或第二模态)触发的转捩过程,在转捩过程中,关键的机制在于,首次失稳波导致的平均流修正会使得低频扰动进一步放大,即形成正反馈机制。本文以马赫数为6的后掠钝板边界层为研究对象,结合直接数值模拟方法和全局不稳定性(Bi-global),考察了横流转捩是否也存在类似的转捩机制。结果显示,与典型的TS波或第二模态触发的转捩过程相比,横流定常涡的非线性作用引起的平均流修正,不仅不会使低频扰动进一步失稳,反而显着抑制了低频扰动的增长。然而,横流涡饱和后,修正的平均流剖面发生二次失稳。高频二次失稳波经历快速的线性和非线性增长。二次失稳波带来的平均修正使得定常涡迅速增长,促使壁面摩擦系数急剧抬升,同时首次失稳的饱和横流涡结构破碎。因此,横流转捩的机理与Mack模态不同,由首次失稳波导致的平均流修正并不能形成促发低频扰动增长的正反馈机制,而是在首次失稳波饱和后由二次失稳波的进一步演化形成了类似Mack模态转捩的正反馈机制。(本文来源于《第十届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2018-10-25）
王志恒,万敏,李小将[2]（2018）在《轨道炮电枢电动力转捩形成机理与仿真分析》一文中研究指出轨道炮电枢转捩引起轨道烧蚀和发射参数变化,是制约轨道炮性能提升的关键问题之一。分析了电流下降段轨道炮电枢电动力转捩形成机理,给出了电枢转捩判断模型和电磁场参数计算模型,采用有限元软件ANSYS Workbench对电枢转捩形成过程进行了仿真分析,仿真了该过程中的电流、电磁力分布以及电磁力引起的电枢形变情况,分析了电流下降率对电枢转捩的影响。仿真分析结果表明:电流下降段电枢内部会感应出涡流,涡流可能引起电枢尾部区域电磁力改变方向,甚至电枢尾部形变,进而导致电枢转捩发生;电流下降率越大则电枢受到的反向电磁力越大,电枢转捩越容易发生。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2018年03期）
周勃,俞方艾,张亚楠,陈长征[3]（2017）在《风力机叶片原生缺陷转捩的能量释放机理研究》一文中研究指出针对风力机叶片原生缺陷演化为裂纹进而扩展导致断裂的问题,分析细观缺陷在外载荷作用下转捩为宏观裂纹的能量释放定量关系明晰裂纹萌生机理。首先根据风力机叶片的载荷特点构造一个新的应力函数,基于正交异性复合材料基本公式求解原生缺陷层间开裂的应力强度因子、应力应变和位移分量,由此获得细观缺陷变形过程释放的塑性应变能;使用红外热像仪采集原生缺陷转捩过程的温度场并计算热能耗散量,基于不可逆热力学定律获得内储能随着疲劳周期的变化规律;最后,在万能试验机上对含有气泡和纤维断裂的叶片试件进行疲劳试验。结果表明,应用提出的应力函数的计算结果与试验结果误差较小,可作为细观缺陷变形时塑性应变能的计算依据。原生缺陷转捩为微小裂纹时,内储能的变化规律可作为判断缺陷类型和程度的依据。这项研究探索复合多层材料跨尺度的疲劳能量理论,有助于实现风电机组关键部件的全寿命周期监测。(本文来源于《仪器仪表学报》期刊2017年12期）
朱德华,袁湘江,杨武兵[4]（2018）在《粗糙元诱导的高超声速转捩机理及应用》一文中研究指出采用直接数值模拟(DNS)方法细致刻画了不同类型粗糙元诱导的高超声速边界层从层流到湍流的转捩过程,从拓扑结构稳定性和边界层流动稳定性两个角度分析了不同类型粗糙元诱导转捩的机理。通过对不同类型粗糙元诱导转捩机理的研究,设计了一种对齿型粗糙元,其具有小尺度、低摩阻、低热流、诱导转捩能力强的特点。研究发现不同类型的粗糙元底部区域均存在鞍点-结点-鞍点(SNS)型轨线,在扰动的作用下其会形成非定常、非对称的振荡结构。同时针对斜坡型以及对齿型粗糙元的工程应用开展了研究,验证了不同类型粗糙元诱导转捩的机理,为强制转捩装置设计提供了基础理论支撑。(本文来源于《航空学报》期刊2018年01期）
何选泽[5]（2017）在《低压热薄材料火蔓延近熄灭极限区/幂指数区转捩机理研究》一文中研究指出高原和航天飞行器等低压环境中的火灾安全受到越来越多学者的关注,低压固体火蔓延是火灾安全中的重要基础课题,火蔓延决定了火灾初始速率和火灾规模,研究低压环境下固体火蔓延特性,对于低压环境的火灾防控有重要的指导意义。通过对研究现状进行总结,发现低压下近熄灭极限区的火蔓延研究较为缺乏,低压下火蔓延近熄灭极限区向幂指数区转捩机理更亟待进一步研究。本文选用热薄纸张作为研究对象,自主设计并搭建了低压实验舱和火蔓延实验系统,通过有规律的改变环境压力和氧气浓度,开展了一系列的低压水平火蔓延实验研究。通过火蔓延特征参数(火蔓延速度、火焰图像、火焰辐射和火焰温度)的实验测量,结合燃烧学和传热学对实验现象进行了深入的理论分析。首先实验研究了压力和氧气浓度耦合的火蔓延熄灭极限,发现极限氧气浓度下的火蔓延速度,火焰宽度和火焰厚度变化规律一致,均随着压力的升高而逐渐降低,但在30 kPa时均出现了突然增大的现象。其次研究了压力和氧气浓度单一变量下的火蔓延规律,发现压力25 kPa时,火蔓延速度开始线性增长,火焰图像的内部蓝色火焰逐渐变黄,火焰亮度增大,形状也由椭圆形逐渐变成叁角形,火焰辐射也突然增大。最后结合实验结果与文献数据,研究了低压火蔓延近熄灭极限区转捩幂指数区机理,通过深入分析热边界层厚度和热反馈能量,提出25 kPa为火蔓延近熄灭极限区与幂指数区分界压力,揭示了火蔓延分区转捩机理,并建立了纸火蔓延在压力和氧气浓度耦合作用下的全局模型。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2017-05-01）
黄立阳[6]（2017）在《电磁发射装置转捩机理研究与优化设计》一文中研究指出转捩问题一直是制约电磁发射装置发射效率、发射寿命甚至发射成功与否的关键技术障碍之一,研究其产生和发展的机理并通过一些行之有效的优化方案避免转捩的发生一直是国内外电磁工作者研究的焦点,目前尚没有单一有效的理论来解释转捩的产生过程及原因。本文运用有限元软件对固体C形铝电枢和矩形铜导轨组成的发射装置进行了电磁-热-力耦合分析,提出了导致转捩发生的一种原因,并在此基础上展开了枢轨模型几何尺寸优化。具体工作分为两方面:利用等效力施加的方法和迭代思想得到了发射过程中枢轨过盈力和洛伦兹力共同作用下的电接触特性,同时分析了摩擦热和欧姆热分别对电枢破坏的影响。通过总结国内外十多年实验所回收的固体电枢破坏界面的共性,对比本文仿真所得各结果,提出了发射后期铝液层将在反向洛伦兹力作用下收缩并相对于电枢整体运动,并在击穿电压下发生转捩这一推测。随后基于枢轨间必然存在铝液和磨屑这一前提条件,研究各位置处铝液和磨屑相对于电枢的运动趋势,从相对运动的角度佐证了这一推测。本推测所预测的转捩时间与德州大学多发重复实验结果极其吻合。结构优化包括瞬态电磁场优化和静态结构场优化两部分。前者主要考虑枢轨模型各几何尺寸改变对回路电流、最大电流密度和驱动力等性能的影响规律及原因;后者主要考虑洛伦兹力和枢轨过盈力共同作用下枢轨几何尺寸对枢轨电接触性能、力学性能的影响规律。几何尺寸的改变必将同时影响发射装置的电学性能和力学性能,从多方面性能同时对发射装置几何尺寸进行优化,协调各性能之间的矛盾更具有实践意义。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-05-01）
龚辰[7]（2017）在《射流界面结构失稳转捩的机理研究》一文中研究指出射流是一种极为常见的流动形态,并被广泛应用于各种工程领域。在一些特殊生产加工中,如采矿、切割、清洗等,射流有着不可替代的重要优势。射流自喷嘴流出至失稳破碎是一个极为复杂的流动过程,同样也是流体相关研究领域内广受关注的重要基础内容之一。目前对液体射流的发展演变规律,特别是初始失稳破碎阶段,小尺度界面扰动结构的流动机理尚没有明确的认识。本文在国家自然科学基金项目“介观超高压射流的界面流动及失稳机理研究”(NO. 51176065)的资助下,运用数值模拟和可视化实验手段对高速液体射流气液界面初始失稳及破碎相关结构随时空演变规律及相关机理展开研究。论文主要工作及创新性研究成果如下:基于边界追踪的数值方法、多相流及湍流模型对连续射流自由表面结构的时空演变过程进行了数值演示。细致刻画了表面波、“液带”等初始扰动结构的产生、变形和破碎过程。依据模拟获得的射流二维及叁维结构特征,提出将射流自喷嘴流出至发生初始破碎过程划分为界面稳定、界面失稳发展和界面分离破碎叁个阶段,并初步获得了叁个阶段的流向范围。结合涡量分析对射流表面结构演变进行了讨论,指出由气液界面速度分布不均匀所导致的界面压力脉动是诱发射流表面失稳并促使失稳结构发展演变的重要因素之一。自主设计搭建了一套高速显微摄影系统对小尺度、高速液体射流表面初始扰动结构进行可视化捕捉,并基于谱方法编写批处理程序对射流图像进行处理和测量。实验首次清晰捕捉到射流表面初始周期性扰动结构,准确测得了射流表面初始失稳位置、扰动结构波长、波长沿流向增长率等定量信息。建立了射流表面扰动结构特征参数与喷嘴结构特征参数之间的函数关系。将实验结果与基于时空线性稳定分析所得的理论结果进行了对比,并就理论分析不能准确预测射流表面失稳位置提出了修正。指出在以基于动量边界层厚度的无量纲波长为纵轴,流向距离和射流速度的乘积为横轴的坐标系中,不同破碎机制下的波长变化规律趋向一致。并由此获得了可用于判别射流表面稳定性的无量纲参数。从轴对称型喷嘴出发,以喷嘴内流道叁个主要特征结构参数:渐缩角,长径比和收缩比为基础,自主设计了8种不同结构喷嘴,就喷嘴结构对射流表面初始失稳位置及扰动结构波长的影响机制展开研究。建立了喷嘴各特征参数与射流表面转捩的对应关系。研究发现,喷嘴几何结构主要通过改变出口附近射流边界层厚度、形态来间接对射流表面失稳位置及初始扰动结构产生影响。基于高速显微及连续成像技术对射流表面破碎过程进行了动态捕捉,并结合图像后处理技术对过程中的射流表面结构参数进行定量测量和分析。归纳总结了射流表面破碎特征结构— “液带”和液滴的主要形成和破碎机制。对比讨论了喷嘴结构对初始破碎的影响规律,指出在相同进口流动状态条件下,较小渐缩角、较大长径比和较高收缩比有促进射流初始破碎的作用。(本文来源于《江苏大学》期刊2017-04-01）
杨天鸿,师文豪,刘洪磊,杨斌,杨鑫[8]（2017）在《基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用》一文中研究指出岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了叁流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水叁种流态转捩的渗流本质。(本文来源于《煤炭学报》期刊2017年02期）
郑志伟[9]（2016）在《γ-Re_θ转捩模型修正及旋转旋成体马格努斯效应相关机理数值研究》一文中研究指出旋转飞行是战术武器经常采用的一种飞行方式,旋转飞行会产生马格努斯效应,对飞行器的稳定性等飞行性能产生影响。旋转飞行导弹一般采用旋成体弹身。实验研究表明旋转旋成体产生马格努斯效应的机理非常复杂,包含多种因素,但在之前的理论和数值研究中诸如边界层转捩非对称畸变等因素的影响并未被充分考虑,导致研究结果与实验结果相差很大,甚至规律都不一致,比如在小攻角、低转速条件下实验中发现的负马格努斯效应等现象。为了更准确地模拟旋转旋成体马格努斯效应,本文发展一种可有效模拟旋转旋成体边界层转捩非对称畸变流动现象的数值方法,并通过数值模拟揭示了旋转旋成体的相关流动机理。Menter和Langtry等人提出的γ-Re_θ转捩模型虽已被证实可成功地模拟部分亚声速转捩流动,但其经验关系式是基于低速、不可压平板绕流的实验数据拟合得到的,本文根据旋转旋成体自身的流动特征,综合考虑自由流湍流度衰减效应、旋转和流线曲率效应、横流不稳定性及可压缩效应等,对γ-Re_θ转捩模型进行修正,发展得到了可有效模拟旋转旋成体边界层转捩非对称畸变流动现象的γ-Re_θ-SR-RC-CF-CC转捩模型,使其适用于旋转旋成体马格努斯效应相关的机理研究。首先,考虑自由流湍流度衰减效应,采用SR修正方法对γ-Re_θ转捩模型进行修正,发展得到了γ-Re_θ-SR转捩模型,并将γ-Re_θ-SR转捩模型应用于二维圆柱绕流数值模拟。结果表明:γ-Re_θ-SR转捩模型更可准确预测圆柱边界层转捩位置;采用γ-Re_θ-SR转捩模型有效地模拟出了亚临界、临界、超临界叁种雷诺数下的二维圆柱边界层分离、转捩等流动现象,揭示了其流动机理。其次,同时考虑自由流湍流度衰减效应及旋转和流线曲率效应,将SST-CC湍流模型与γ-Re_θ-SR转捩模型耦合,发展得到了γ-Re_θ-SR-RC转捩模型,并通过叁维静止圆柱绕流算例对γ-Re_θ-SR-RC转捩模型模拟流线曲率效应的能力进行了验证;将γ-Re_θ-SR-RC转捩模型应用于二维旋转圆柱负马格努斯效应的机理研究。结果表明:对于高速旋转或大流线曲率流动问题,γ-Re_θ-SR-RC转捩模型能有效地捕捉到旋转或流线曲率对湍动能的生成和边界层转捩等流动特性的影响;首次通过数值方法有效地模拟出了二维旋转圆柱的负马格努斯效应现象,并通过对流场结构的分析揭示了产生负马格努斯效应的流动机理,即二维旋转圆柱边界层转捩非对称畸变对其边界层非对称分离的影响是其产生负马格努斯效应的主要原因。然后,采用转捩动量厚度雷诺数输运方程附加源项方法对γ-Re_θ-SR-RC转捩模型进行横流诱导转捩修正,发展得到了γ-Re_θ-SR-RC-CF转捩模型,并通过算例对其预测横流诱导转捩的能力进行了测试验证;将γ-Re_θ-SR-RC-CF转捩模型应用于低速、低转速、小攻角条件下旋转尖头旋成体旋转状态绕流场的模拟,揭示了其负马格努斯效应产生的流动机理。结果表明:当雷诺数较高时,进行了横流诱导转捩修正的γ-Re_θ-SR-RC-CF转捩模型可以有效地预测横流诱导转捩;旋转引起的尖头旋成体背风面流动分离区、尾部低压区的偏转以及边界层转捩非对称畸变是其负马格努斯效应产生的流动机理。最后,基于超声速平板算例,通过对转捩动量厚度雷诺数Re_(θt)经验关系式的修正实现对γ-Re_θ-SR-RC-CF转捩模型的可压缩性修正,发展得到了γ-Re_θ-SR-RC-CF-CC转捩模型;将γ-Re_θ-SR-RC-CF-CC转捩模型应用于超声速叁维旋转尖锥马格努斯效应的研究。结果表明:综合考虑了自由流湍流度衰减修正、旋转和流线曲率修正、横流诱导转捩修正及可压缩性修正的γ-Re_θ-SR-RC-CF-CC转捩模型可较准确地预测超声速叁维旋转尖锥马格努斯效应。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-12-01）
董明[10]（2016）在《高超声速边界层中由粗糙元引起强制转捩的机理》一文中研究指出由大粗糙元引起的高超声速边界层强制转捩在航天技术中有实际应用,因而近年来受到人们的广泛关注.虽然目前导致该转捩过程的内在机理尚不完全清楚,但有一点是明确的,即粗糙元的尾迹流场中存在强对流不稳定性.文章的出发点是研究这种对流不稳定模态是如何触发转捩的.首先通过CFD方法,计算出高超声速边界层中粗糙元的尾迹流场,并对其进行二维稳定性分析.结果发现,在传统不稳定Tollmien-Schlichting(T-S)模态出现的临界Reynolds数之前,存在高增长率的无黏不稳定模态,表现为对称的余弦模态和反对称的正弦模态.然后对该不稳定模态在粗糙元尾迹流中的演化进行了模拟,验证了二维稳定性分析的结果,并考察了非平行性效应的影响.最后通过直接数值模拟,研究由这些不稳定模态触发转捩的全过程.结果表明,对流不稳定模态确实是导致边界层转捩的关键机制.该转捩过程的特点是,局部湍斑首先在不稳定模态特征函数的峰值附近出现,然后向全流场扩散.就文章研究的工况而言,余弦和正弦模态的相互作用对转捩的影响并不明显,且后者在转捩过程中起主导作用.(本文来源于《气体物理》期刊2016年05期）
转捩机理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
轨道炮电枢转捩引起轨道烧蚀和发射参数变化,是制约轨道炮性能提升的关键问题之一。分析了电流下降段轨道炮电枢电动力转捩形成机理,给出了电枢转捩判断模型和电磁场参数计算模型,采用有限元软件ANSYS Workbench对电枢转捩形成过程进行了仿真分析,仿真了该过程中的电流、电磁力分布以及电磁力引起的电枢形变情况,分析了电流下降率对电枢转捩的影响。仿真分析结果表明:电流下降段电枢内部会感应出涡流,涡流可能引起电枢尾部区域电磁力改变方向,甚至电枢尾部形变,进而导致电枢转捩发生;电流下降率越大则电枢受到的反向电磁力越大,电枢转捩越容易发生。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
转捩机理论文参考文献
[1].韩宇峰,苏彩虹.高超声速边界层横流转捩过程的机理研究[C].第十届全国流体力学学术会议论文摘要集.2018
[2].王志恒,万敏,李小将.轨道炮电枢电动力转捩形成机理与仿真分析[J].系统仿真学报.2018
[3].周勃,俞方艾,张亚楠,陈长征.风力机叶片原生缺陷转捩的能量释放机理研究[J].仪器仪表学报.2017
[4].朱德华,袁湘江,杨武兵.粗糙元诱导的高超声速转捩机理及应用[J].航空学报.2018
[5].何选泽.低压热薄材料火蔓延近熄灭极限区/幂指数区转捩机理研究[D].中国科学技术大学.2017
[6].黄立阳.电磁发射装置转捩机理研究与优化设计[D].燕山大学.2017
[7].龚辰.射流界面结构失稳转捩的机理研究[D].江苏大学.2017
[8].杨天鸿,师文豪,刘洪磊,杨斌,杨鑫.基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用[J].煤炭学报.2017
[9].郑志伟.γ-Re_θ转捩模型修正及旋转旋成体马格努斯效应相关机理数值研究[D].北京理工大学.2016
[10].董明.高超声速边界层中由粗糙元引起强制转捩的机理[J].气体物理.2016