环形激波聚焦流场特性的数值研究

陈二云; 赵改平; 杨爱玲

doi:10.11883/1001-1455(2012)03-0291-06

环形激波聚焦流场特性的数值研究

doi: 10.11883/1001-1455(2012)03-0291-06

1.
上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;
2.
上海理工大学医疗器械学院,上海200093

基金项目:

国家自然科学基金项目(50976072,51106099)

上海市教委重点学科建设项目(J50501)

上海市优秀青年基金项目(slg09003)

详细信息

通讯作者:
陈二云

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出版历程
- 刊出日期: 2012-05-25

Numericalinvestigationonflowfieldcharacteristicsoftoroidalshockwaves focusinginacylindricaltube

1.
SchoolofEnergyandPowerEngineering,UniversityofShanghai
2.
forScienceandTechnology,Shanghai200093,China;

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(50976072,51106099)

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Corresponding author: CHEN Er-yun

摘要

摘要: 针对环形激波聚焦过程产生的高温、高压特性,采用间断有限元方法模拟了环形激波在同轴圆柱形激波管内的聚焦流场特性。计算结果表明,采用间断有限元方法能够有效地捕捉激波聚焦过程形成的二次激波、涡环、三波交点和球面双马赫反射等主要流动特征。此外,通过改变环形管道内外半径对聚焦流场进行模拟发现,环形管道外径对中心轴线上聚焦峰值压力的大小和位置影响较小,环形管道内径对中心轴线上聚焦峰值压力的大小和位置影响较大。计算结果可以为工程应用提供一定的理论指导。
- 流体力学 /
- 聚焦 /
- 间断有限元方法 /
- 环形激波
Abstract: Aimedathightemperatureandhighpressurecharacteristicsgeneratedfromtoroidalshock wavefocusing,adiscontinuousfiniteelementmethodwasusedtonumericallysimulatetoroidalshock wavefocusinginaco-axiscylindricaltube.Thesimulatedresultsindicatethatthediscontinuousfinite elementmethodcancaptureefficientlythecomplicatedflow-fieldwavestructureswhichincludesecondaryshock wave,vortexring,triplepointandsphericaldouble Machreflectionformedduring shockwavespropagatingintheco-axialcylindricalshocktube.Andfromthesimulatedresults,itcan befoundthattheinnerradiusofthetoroidalpipelinecanaffectmarkedlythevalueandlocationofthe peakpressurealongtheaxisline,andtheouterradiusofthetoroidalpipelineplaysaweakrole.The investigatedresultscanprovideatheoreticalguideforengineeringapplication.
- fluidmechanics /
- focusing /
- discontinuousfiniteelementmethod /
- toroidalshockwaves