水流冲击超声速气体射流实验研究
冲击波对流动流体的压力影响研究
冲击波对流动流体的压力影响研究1. 引言冲击波是一种由高速流体运动引起的压力波，广泛应用于工程、科学和医学领域。
在流体力学中，研究冲击波对流动流体的压力影响是一个重要的课题。
本文将探讨冲击波对流动流体压力的影响，并介绍相关实验和数值模拟方法。
2. 冲击波的形成与传播冲击波是由流体中的高速运动引起的压力变化的波动。
当流体达到超音速时，流动速度超过声速，形成了一个超音速流动的区域。
当超音速流体与静止流体相碰撞时，会形成一个压力波，即冲击波。
冲击波以声速传播，压力突然增大并随后迅速下降。
3. 冲击波对流动流体的压力影响冲击波的形成会导致流体局部区域的压力急剧增加，对周围流动产生显著影响。
这种影响可以通过以下几个方面进行研究：3.1 流体的压力变化冲击波的传播导致流体局部区域的压力急剧增加，形成一个高压区。
在冲击波通过后，压力迅速恢复到正常水平。
这种压力变化对流体周围的流动产生显著的影响，例如会导致流体在冲击点后产生湍流。
3.2 流体的速度变化冲击波传播过程中，流体的速度也会发生剧烈变化。
在冲击波之前，流体速度较低；而在冲击波通过后，流体速度会急剧增加。
这种速度变化会导致流动产生突然变化，例如会产生涡流和湍流现象。
3.3 流体的密度变化冲击波的传播会导致流体局部区域的密度发生变化。
在冲击波通过前，流体密度较低；而在冲击波通过后，流体密度会急剧增加。
这种密度变化会导致流体的体积发生变化，从而改变了流体流动的性质。
4. 冲击波的实验研究为了研究冲击波对流动流体的压力影响，科学家们进行了大量的实验研究。
其中，最常用的方法之一是利用气动试验台模拟冲击波的传播过程。
通过控制流体的速度和压力，可以模拟不同条件下的冲击波形成和传播，并研究其对流动流体压力的影响。
此外，还有一些实验方法可以直接观察冲击波对流动流体的压力影响，例如使用高速摄影技术记录冲击波通过时流体的变化。
通过这些实验研究，科学家们可以深入了解冲击波对流动流体的压力影响机制。
激光多普勒测速方法研究超声速冲击射流
第 ｌ ６卷
第 ｔ 期
流 体 力 学 实
验
与 测 量
Ｖｏ １ Ｎｏ． ｊ ６ １ Ｍ且 ． ２ ０ ｒ ．ｏ ２
２００２年 ０３月
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｎ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｓｉ ｕ ｄ Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｄ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎｔ ｎ Ｆｌ ｉ ｓ ｃ ａ ｉｓ
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水下超声速气体射流的初始流动特性研究
水下超声速气体射流的初始流动特性研究
随着科学技术的不断发展，超声速气体射流的应用领域也在不断拓展，如低温制冷、高速发动机燃烧室内部气动特性研究等。
因此，对超声速气体射流的初始流动特性的研究变得越来越重要，以便能够更好地了解超声速气体射流的性质，以及更好地应用超声速气体射流。
超声速气体射流的初始流动特性包括射流流速分布、射流温度和压力分布、流动参数的变化规律等。
首先，超声速气体射流的流速分布主要受射流口径和总压力的影响，射流口径越大，流速越大。
总压力越高，流速越大，流动分布越紧凑。
其次，超声速气体射流的温度和压力分布主要受总温度和压力的影响，在射流口径较小的情况下，温度和压力在射流口附近变化比较大，而在射流口较大的情况下，温度和压力分布更加平坦。
最后，超声速气体射流的流动参数随射流口径、总压力和总温度的变化而变化，其变化规律也较为复杂，需要借助相关的数值模拟软件来进行进一步的研究。
以上就是超声速气体射流的初始流动特性，其研究对于更好理解超声速气体射流的流动特性及其应用，都具有重要的意义。
通过对超声速气体射流的初始流动特性的深入研究，将进一步推动超声速气体射流的应用发展，拓展其应用领域，从而为相关工程技术的研究和应用提供有力的技术支撑。
超声速气流中的爆震过程研究
超声速气流中的爆震过程研究本文以超声速可燃气爆震燃烧为研究对象,结合高精度自适应网格加密数值模拟、实验观测与理论分析,对超声速可燃气爆震起爆、传播模态以及自持机制进行了研究。
为深入了解认识超声速可燃气热射流爆震起爆传播及其自持机理,在等直管道中开展数值模拟和实验观测,研究了热射流对于爆震起爆和自持传播的作用,以及超声速来流条件下爆震的传播模态。
结果表明,热射流喷入超声速流场后会促成过驱爆震的形成。
控制热射流的喷注可以间接控制收缩通道,一定程度上可以实现对超声速可燃气爆震传播的控制。
对于超声速来流马赫数和静压而言,存在一个成功起爆的区间;对于其它参数则存在一个成功起爆与否的临界值。
实验观测表明,超声速来流条件下热射流点火后流场中主要存在两种燃烧模式。
针对真实超声速来流不均匀特性,分别开展了速度不均匀和组分不均匀条件下爆震数值模拟,探索不均匀超声速来流条件下爆震起爆与自持传播的可行性。
结果表明,在速度不均匀超声速可燃气流场中形成动态稳定的激波/马赫爆震波结构,实现匀速稳定前传。
组分不均匀超声速可燃气中,发现了流场中存在爆震侧向膨胀的周期动态结构和一种新的爆震动态平衡模态。
考虑燃烧室型面对于超声速可燃气爆震的影响,分别对凹腔耦合型面与扩张型面条件下的爆震燃烧开展研究,探索燃烧室型面对超声速气流中爆震起爆与传播特性的影响规律。
结果表明,凹腔能够促进热射流成功实现爆震起爆,并导致过驱爆震波的形成。
扩张型面条件下,膨胀扇引起的流场不均匀性会导致在激波后方生成未燃射流,提出了未燃射流与已燃产物的快速湍流混合的新机制和爆震波面基本实现驻定传播的机理,并且发现了一定范围内尽管膨胀率增大,扩张角度增大时爆震传播速度更快的现象。
基于真实三维爆震,开展大规模详细反应三维超声速可燃气爆震数值模拟,深入研究超声速可燃气中真实的热射流起爆与传播过程。
结果表明,三维爆震中侧壁能够促进三波线的碰撞与反射,对超声速可燃气中的爆震起爆作用关键。
超声速气流中液体喷雾流动数值模拟研究
超声速气流中液体喷雾流动数值模拟研究
冼锦宇;陈钱;蔡树峰
【期刊名称】《航空科学技术》
【年(卷),期】2023(34)1
【摘要】超声速气流中液体喷雾流动特性对超声速燃烧基础研究及其工程应用具有重要意义。
为了定量探索超声速气流中液体横向射流雾化特性,本文对超声速气流中液体喷雾流动进行了数值模拟研究。
数值模拟方法基于Eulerian-Lagrangian 两相流计算架构,考虑气液双向耦合,采用KH/RT液滴二次破碎模型计算液滴雾化过程,采用大涡模拟计算气相流动。
结果表明,该数值模拟方法所获得的液雾场突起结构、穿透高度、液滴平均速度分布等液雾特性均能与试验结果较符合;初始液滴直径分布对破碎后液滴平均速度影响较小而对破碎后液滴平均直径及液相平均体积分数影响较大,初始液滴直径分布需在后续的建模与模拟中进行更多研究。
【总页数】9页(P12-20)
【作者】冼锦宇;陈钱;蔡树峰
【作者单位】中山大学
【正文语种】中文
【中图分类】V231.23
【相关文献】
1.超声速横向气流中喷雾的数值模拟
2.超声速气流中液体横向射流的气液相互作用过程数值研究
3.超声速气流中液体横向射流雾化过程数值模拟
4.超声速气流中液体横向射流雾化过程数值模拟
5.超声速气流中液体燃料雾化数值模拟
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水下气体射流数值研究
水下气体射流数值研究一、研究背景水下气体射流是指在水下通过特定的装置将气体喷射进水中，形成一定的流场现象。
这种现象在海洋工程、海底资源开发、水下探测等领域具有广泛的应用。
为了更好地理解和掌握水下气体射流的特性，需要进行数值研究。
二、研究目的本次研究旨在通过数值模拟的方法，探究水下气体射流的流场特性和影响因素，为相关领域提供理论支持和技术指导。
三、研究方法采用计算流体力学（CFD）方法对水下气体射流进行数值模拟。
具体步骤如下：1.建立数学模型：根据实际情况确定数学模型及边界条件。
2.离散化：将连续的物理问题转化为离散化问题，采用网格划分技术将计算区域划分成小网格。
3.求解方程组：利用计算机运算能力求解离散化后得到的方程组。
4.后处理：对计算结果进行可视化处理和分析。
四、研究内容1.水下气体射流的流场特性：通过数值模拟得到水下气体射流的速度、压力、密度等参数，分析其在水中传播的规律。
2.影响因素分析：探究水下气体射流的喷射口形状、喷射速度、环境温度等因素对流场特性的影响。
3.优化设计：根据数值模拟结果，对喷射口形状、喷射速度等参数进行优化设计，提高水下气体射流的效果和应用价值。
五、研究成果1.得到了水下气体射流在不同条件下的流场特性和变化规律。
2.探究了影响水下气体射流的关键因素，并提出了一些优化建议。
3.为相关领域提供了理论支持和技术指导，推动了相关技术和应用的发展。
六、研究意义1.为海洋工程、海底资源开发等领域提供理论支持和技术指导，推动相关技术和应用的发展。
2.为环境保护、海洋生态保护等领域提供参考依据，促进可持续发展。
3.为数值模拟方法的应用提供了实践案例，推动了计算机科学和工程技术的发展。
七、研究不足之处1.数值模拟结果与实际情况存在一定误差，需要进一步改进算法和提高计算精度。
2.研究范围较为局限，需要更多的实验数据和理论探索来验证研究结论。
3.缺乏对水下气体射流在极端环境下的研究，需要进一步深入探究。
水下超声速气体射流的初始流动特性研究
水下超声速气体射流的初始流动特性研究张焕好;郭则庆;王瑞琦;陈志华;黄振贵【摘要】为研究水下发射过程中高温高压火药燃气喷射进入液相水过程的流体形态变化与流动特性,采用Mix-ture多相流模型与蒸发与凝结模型建立了二维轴对称水下超声速气体射流的数值计算模型并进行了相关的数值模拟,得到水下超声速气体射流的初始流动结构.数值结果表明,超声速气体与水介质的强撞击会在气液界面上形成一个强压缩区,且连续撞击形成的压力波反传,使喷管出口射流核心区流场出现周期性脉动.因气液界面上的强剪切作用,而在气液混合区内形成复杂的小激波结构,小激波结构的出现加速了气液界面的失稳,从而促进了气液掺混效应.另外,在气泡内会形成典型的欠膨胀射流结构,因而气泡内的流动特征与单相超声速气体射流情况类似.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】7页(P88-93,131)【关键词】水下超声速气体射流;气液两相流;气泡运动;小激波;数值模拟【作者】张焕好;郭则庆;王瑞琦;陈志华;黄振贵【作者单位】南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094;南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094;南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094;南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094;南京理工大学瞬态物理国家重点实验室,南京210094【正文语种】中文【中图分类】O358水下高速发射弹箭时，高压火药燃气会在弹箭尾部形成超声速燃气射流，但由于水为不可压缩流体，且相对于气体具有巨大的质量惯性，使气体在水中的扩散运动过程会出现复杂的气液掺混与两相界面不稳定等现象。
然而，气液界面上的强掺混效应、气液边界演变、界面不稳定性以及射流内部复杂波系结构的传递都会引起水流场中压力、温度、密度等物理量出现强烈的脉动，从而对弹体载荷和运动稳定性产生严重的影响，因而水下超声速气体射流成为研究水下弹箭发射的一个重要基础理论研究课题。
射流冲击特性与声发射信号的试验研究
No.4Apr.2021第4期2021年4月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique文章编号：1001 -2265(2021)04 -0028 -03DOI : 10.13462/j. .nki. mmtamt. 2021.04. 007射流冲击特性与声发射信号的试验研究朱解解，赵澤，祝锡晶，曹丽亭 (中北大学机械工程学院，太原030051)摘要：为了研究水射流破岩增透能力，提高射流特性,基于声发射检测技术，从微观角度研究了射流冲击信号在岩体内部传播过程中的衰减规律。
搭建了射流冲击试验平台，分别以不同的射流参数 为研究对象，采集了多个位置的声发射信号。
并对冲击振动噪声信号应用小波降噪和频谱分析法，进行了信号处理和分析。
结果表明：纯水射流在压力10 MPa 〜30 MPa 逐渐增加时，振动频率主要分布在1 kHz 〜80 kHz 内，振3比较大"当喷嘴口径0. 4 mm 〜1.0 mm 逐渐变大时，不同距离的振3均增加；随着冲击距离的增加，而声振信号的幅值先变大，距离0.25 m 后逐渐衰弱，功率谱密度(PSD )先稳定后均匀衰减。
关键词：声发射;小波降噪;频谱分析;射流特性中图分类号:TH16 ；TG506 文献标识码:AExperimental Study on Jet Impingement Characteristics and Acoustic Emission SignalsZHU Ben-ben , ZHAO Wei , ZHU Xi-jing , CAO Li-ting(Schooi of Mechanicai Engineecng , North Universita of China , Taiyuan 030051, China )Abstrad;: In order to study the anti.-refection abiity of water jet to break rock and improve jet characteris tics ,based on acoustic emission detection technology , the attenuation law of fet impact signai in theprote s ofpropagaion in rotk ma s wass'udied from amitrostopitpoin'ofview.A ee'impat'es'piaL form was set up , and acoustic emission signals from multiple positions were collected with diferent jet pa rameters as research objects. The impact vibration noiss signal is processed and analyzed by wavelet de - noising and spectrum analysis. The resultr show that when the pressure of pure water jet increases gradutly from 10 MPa to 30 MPa , the vibration fequency is mainly di.stri.buted from 1 kHa to 80 kHa , and the am plitude is relatively large. When the nozzle diameter increases gradutly fom 0.4 mm to 1.0 mm , the am plitude at diferent distances increases. With the increase of impact distance , the amplitude of acoustic vi bration signal increases at ffst , then decreases gradutly after the distance is 0.25 m , and the power spec-hal density (PSD ) is stable at fast and then dreys uniformly.Key woiTs : acoustic emission ； wavelet denoising ； spectum analysis ； jet characteristics0引言目前我国煤矿开采存在煤层气的抽采率不高等问 题。
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水流冲击超声速气体射流实验研究
引言
水流冲击超声速气体射流实验是研究流体力学和超音速流动的重要实验方法，可以深入探究流体流动中的物理规律和现象。
本文将对水流冲击超声速气体射流实验进行全面、详细、完整和深入地探讨。
背景
水流冲击超声速气体射流实验是通过将超音速气体射流注入水流中，观察并研究其对水流的冲击效应以及相应的物理现象。
该实验可用于研究超声速流动的条件、流动模式和射流辐散等特性。
实验方法
1.实验装置和材料
–实验装置包括水槽、超声波发生器、压缩空气源、流速测量仪器等。
–材料包括水和气体（如氮气或氧气）。
2.实验步骤
1.在水槽中注入适量的水，并保持水流处于稳定状态。
2.启动超声波发生器，产生适当频率的超声波。
3.将超声波传入水槽中，形成超声波场。
4.启动压缩空气源，将超声速气体射流注入水流中。
5.观察并记录射流冲击水流的效果。
实验结果分析
1.射流冲击效应分析
–射流冲击水流后，水流发生明显波动，产生激波和压力变化。
–冲击效应与超声波的频率、射流速度和水流速度等因素有关。
2.射流辐散特性分析
–射流在冲击水流后会发生辐散。
–辐散过程中，射流的速度、密度和温度等参数发生变化。
3.超声波场与射流相互作用分析
–超声波场对射流的辐散和压力分布具有重要影响。
–射流对超声波场的传播速度和传播模式也起到一定影响。
4.实验参数优化
–通过调节超声波频率、射流速度和水流速度等参数，可优化实验效果。
–针对不同的研究目的，制定相应的参数优化策略。
实验应用
1.流体力学研究
–通过水流冲击超声速气体射流实验，可以深入研究流体力学中的压力变化、激波传播和流动模式等现象。
–可应用于飞行器气动性能研究、火箭发动机喷管设计等领域。
2.超音速流动研究
–通过射流冲击水流的实验方法，可以更好地理解超音速流动中的各种现象和规律。
–可用于超音速飞行器设计、空气动力学研究等方面。
结论
水流冲击超声速气体射流实验是一种重要的研究流体流动和超音速流动的实验方法。
通过该实验，可以深入探究冲击效应、辐散特性、超声波场与射流相互作用等方面的现象和规律。
此外，该实验方法还具有广泛的应用前景，在流体力学和超音速流动研究领域具有重要意义。