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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
本文将模型试验与数值模拟相结合，开展利用主动流动控制技术强化喷流混合的研究，内容包括射流激励下喷流涡结构发展的一般规律、射流参数对喷流流场的影响以及射流影响下喷流的红外特性。 首先，开展高速摄影实验对脉冲射流影响下的非定常流场的涡结构进行研究,得到了脉冲射流影响下流场旋涡发生、发展的一般规律。利用粒子图像测速技术（PIV）对流场展开了主动流动控制下的喷流流场的定量研究。通过实验获得射流激励下的速度场、涡量场以及湍流特征场的定量变化，从而得到主动流动控制下（脉冲射流、微射流）喷流流场中旋涡强度、旋涡影响范围、湍流强度等与混合效果相关量的定量变化；获得不同射流参数激励下喷流流场的相关定量结果，为主动流动控制技术流强化混合技术的应用提供量化的数据支持。在脉冲射流影响下，喷流在Z平面的扩张与Y平面的缩减构成了脉冲射流激励下喷流流场的主要特征。与无激励状态相比速度核心区的面积得到极大的缩减，喷流的速度核心区长度缩短，喷流中心线上下游各位置的速度均得到较大的衰减。在微射流的影响下，由微射流引起的轴向反转涡对是微射流的影响下流场的主要特征，在涡量场主要表现为一对方向相反的涡量流向分量集中分布区域。微射流的影响下的流场发生严重扭曲，速度核心区面积减少及核心区长度缩短。 其次，采用有限体积法求解非定常可压缩流N-S方程，RNG 湍流模型模拟喷流，对不同条件下脉冲射流强化喷流混合进行了数值研究。使用上述的数值方法对脉冲射流激励下轴对称喷管流场进行了数值验证计算。计算所得马赫数、温度分布与试验测定值吻合良好，表明该方法可应用于脉冲射流激励下喷流流场的数值模拟。对脉冲射流强化轴对称喷流及二元喷流流场进行了数值模拟。得到了该流场涡结构发生、发展规律，得到了脉冲射流对喷流湍动能分布、温度分布、速度分布的影响情况并给出定量的结果。流场的瞬时结果和时均结果表明，喷流在Z平面的扩张与Y平面的缩减构成了脉冲射流激励下喷流流场的主要特征。脉冲射流可以促使喷流有效混合，少量的射流流量（占主流流量1%）可以促使温度、速度迅速衰减，缩短喷流温度、速度核心区长度。 然后，采用有限体积法求解定常可压缩流N-S方程，Tam-Thies湍流模型模拟微射流影响下的喷流流场，对不同条件下微射流强化喷流混合进行了数值研究。对微射流激励下轴对称喷管流场模拟中的数值方法进行了验证。计算所得温度分布与试验测定值吻合良好，表明该方法可应用于微射流激励下喷流流场的数值模拟。同时，对微射流强化亚音喷流、超音喷流流场进行了数值模拟。得到了流场的涡的强度及其空间分布，得到了微射流对喷流湍动能分布、温度分布、速度分布的影响情况并给出定量的结果。由于微射流与主流之间的剪切，在微射流出口附近产生一对大小相等方向相反的流向反转涡对（CVP），反转涡对促使主流与环境气流混合增强。少量的微射流射流流量（占主流流量1%）可以有效的促进高温、高速喷流与周围环境气流的混合，明显地缩短喷流高温区、高速区的面积。 最后，对主动流动控制下喷流流场的红外辐射特性开展了研究。完成了包括主动流动控制下热喷流的红外辐射信号测量实验，以及主动流动控制下热喷流的红外辐射特性的数值模拟。通过对主动流动控制下的喷流流场的数值模拟得出射流激励影响下的喷流温度、压力分布以及水蒸汽、二氧化碳等组分浓度场，同时利用高温燃气高分辨率谱线光谱参数数据库HITEMP结合窄带模型求得了CO2和H2O的气体辐射特性参数，并采用有限体积法离散辐射传输方程，从而得到主动流动控制下的热喷流的红外辐射特性。红外计算及实验结果表明，在两种方式射流的激励下，热喷流的红外辐射特征均得到有效抑制。 |
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发表于 2024-3-12 08:40:37
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