二維超音速噴管中凝結(jié)激波的結(jié)構(gòu)和發(fā)生位置馬赫數(shù).pdf

1、相變在許多科學(xué)應(yīng)用或技術(shù)領(lǐng)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(jī)和飛機(jī)在大氣層中跨音速飛行等流場中都可能存在流體相的轉(zhuǎn)變過程。 本文首先自行發(fā)展了二維超音速風(fēng)洞的設(shè)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(diào)節(jié)。然后以實驗為主要手段，結(jié)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(jié)激波幾何結(jié)構(gòu)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(jié)激波的形成位置和幾何結(jié)構(gòu)。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(jié)激波中部有馬赫桿的雙入結(jié)構(gòu)。這種二維結(jié)構(gòu)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(jìn)一步研究T<,0>和Φ<,0>耦合作用于流場的機(jī)理，以量綱分析的方法分別得到了凝結(jié)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(fù)合參數(shù)X變化的經(jīng)驗公式。X的物