一、二维轴对称活塞问题激波解的存在性（论文文献综述）
马敬鑫[1]（2021）在《基于物质点法的非均质炸药燃烧细观响应机理研究》文中提出随着现代军事和航空航天等国防事业的飞速发展,开展炸药等含能材料在储存、服役或工作阶段中燃烧性能的机理研究对国防安全和工业发展都具有非常重要的意义。由于含能材料燃烧过程等瞬态动力学问题的复杂性,利用实验研究和理论分析的方法对其进行研究难以实现。随着计算机的飞速发展,基于仿真的工程科学在瞬态动力学中的研究受到越来越多学者的关注,但对细观尺度下炸药等含能材料燃烧阶段的研究却处于探索阶段。开展细观尺度下非均质炸药等含能材料的燃烧机理研究,建立一种细观尺度下非均质炸药的燃烧响应机理分析数值方法,可以更加深刻地理解炸药的燃烧特性,对炸药等含能材料在军事等领域的理论研究和工程应用具有非常重要意义。本文基于无网格算法--物质点法基本理论,研究细观尺度下非均质炸药的燃烧响应机理,具体研究内容包含以下几个方面:（1）基于物质点法基本理论,编制爆炸冲击动力学问题的计算程序,利用具体数值算例验证算法理论和编制程序的正确性;提出动态背景域概念和轴对称问题处理方法,对物质点法在求解大变形、轴对称等具体问题的计算效率进行讨论研究。（2）对细观尺度下非均质炸药的力学性能进行数值研究,建立非均质炸药的几何模型,基于广义粘弹性统计裂纹模型,给出炸药损伤的本构关系,研究细观尺度下非均质炸药的应力更新算法和压力波传播机理。（3）研究细观尺度下非均质炸药中含能晶体颗粒的燃烧特征和燃烧规律,分析含能晶体颗粒燃烧过程的热力学性能,建立颗粒燃烧过程下的化学反应热和力学耦合分析算法,分析含能晶体颗粒在细观尺度下的燃烧机理。（4）给出细观尺度下描述非均质炸药的状态方程,提出非均质炸药燃烧过程的多物质物质点数值算法,基于热平衡方程理论,对非均质炸药在细观尺度下“热点”的形成进行分析,建立细观尺度下基于物质点法理论的非均质炸药燃烧过程数值模拟算法,并验证该算法和程序的正确性。（5）提出一种细观尺度下非均质炸药的燃烧转爆轰数学模型,给出该模型的基本假设和守恒方程,建立非均质炸药燃烧转爆轰阶段的材料状态方程,给出燃烧转爆轰的判别条件,并验证该方法的正确性。
翟超[2]（2020）在《空气涡环送风模式的初步研究》文中研究指明人们每天花费大部分时间在室内度过,这使得室内空气品质成为影响室内人员健康的重要因素。同时,暖通空调系统（HVAC）的能耗占一次能源总量的10–20%,这就使得通风系统在改善室内空气品质和节能方面面临极大的挑战。因此,个性化通风系统（PV）得到广泛的研究。然而,对于个性化通风系统的实际应用却不尽人意,这主要是受到现有个性化通风系统往往需要将送风末端装置（ATD）设置在呼吸区（BZ）附近的限制。因此,有必要提出一种新型个性化送风方式,能够实现对呼吸区远距离、定向输送新鲜空气。基于上述需求,本文提出了一种基于涡环原理的个性化送风方式:涡环个性化送风（VRPV）。众所周知,涡环是自然界常见的流动形式。其特征是可以在运动过程中保持自身的结构,并且以较低的能耗实现长距离的输运。涡环的这种流动特征可以较好地将新鲜空气包裹在自身体积中,以较少的能量耗散将新鲜空气输送至目标区域,从而实现对局部区域的送风。因此利用空气涡环进行送风时,既可以实现较高的新风比,又可以提高系统的灵活性,是一种具有应用潜力的气流组织形式。基于上述讨论,本文通过理论分析、实验的方法对涡环通风进行了研究,具体内容包括以下几个方面:首先,通过分析粘性条件下薄核涡环运动学模型的解析解,明确了涡环运动的整个生命周期,同时归纳其中因素效应对应关系,将其适用于本文设计的新型空气涡环生成装置,为进一步研究空气涡环生成演变特性及应用提供理论依据。第二,设计了适用于送风的空气涡环生成装置,用于空气涡环形成与脱落、空气涡环群迁移与分布以及涡环的送风性能等方面的探究。第三,对空气涡环形成与脱落展开实验探究,确定影响涡环体积的两个关键参数:涡环直径和涡核心直径。针对不同工况探究涡环形成过程中体积、平动速度的变化规律。研究表明,涡环的整个形成过程可以细分为三个状态:（a）涡环脱落前对射流的夹带;（b）涡环脱落;（c）涡环脱落后的耗散与环境流体的卷吸。此外,在不同推程作用下,涡环自身存在三种状态:（a）涡环欠饱和状态;（b）涡环近饱和状态;（c）涡环过饱和状态。最后,发现涡环生成时的平动速度由活塞平动速度决定,相同空压机压力水平条件下,过余的推程并不能增大活塞的平动速度,也不能增大涡环的平动速度。第四,基于涡环形成阶段的结论,对涡环群的迁移与分布展开实验探究。研究表明,涡环的平动速度与涡环无量纲输送距离之间的关系类似双曲线,提出拟合方程来预测平动速度的变化规律。涡环在生成时受到设备因素的干扰以及在输送过程中受到环境因素的影响,从而产生了涡环群形心位置的附加偏差,使得涡环群分布边界呈现非线性扩展。随着输送距离的增加,涡环群的分布范围越来越大,这意味着在使用涡环送风时,应充分考虑涡环的送风距离和分布范围,确保涡环送风的分布范围覆盖送风区域。最后,基于上述对涡环基础特性的研究,对涡环的送风性能展开实验探究。研究表明,在常用的个性化送风/局部送风（0-1 m）和全面送风（1-4 m）的不同尺度下,涡环送风的新风率都显着高于传统圆孔射流送风,新风率平均提高37.6%,最大可在0.89 m实现159.3%,由此可见,利用空气涡环在建筑通风领域具备极好的应用潜力。
关雪丰[3]（2020）在《壁面附近声传播规律研究》文中提出随着声波法测量技术在工业电厂中的广泛应用,如何准确测量声在待测区域内的传播时间成为了该技术的关键所在。而工业电厂中复杂多变的壁环境会影响声传播时间及传播路径,从而降低声波法测量技术的精度。本文基于声传播特性针对无限壁面以及颗粒堆积介质这两种电厂中常见的壁环境展开研究。首先根据声的运动方程、连续性方程、状态方程以及固体介质胡克定律推导出声在气体和固体中的波动方程,引入了颗粒介质中的声散射场以及散射衰减系数。并采用信号互相关算法计算相应的声传播时间,基于COMSOL Multiphysics有限元模拟软件建立壁面和颗粒堆积介质的声传播模型进行仿真计算,通过Lab VIEW虚拟开发软件联立上位机和下位机硬件系统,搭建了冷态壁和颗粒堆积填充体实验平台,对模拟结果进行验证,得到了如下的结论:（1）不同的声源条件如声源类型、声源与壁面的相对位置、脉冲声源的持续时间以及声源与壁面的距离均不对声在壁面附近的声传播速度产生影响。（2）壁面附近声速分布呈“勺子底”型,且对于声存在频散效应。不同频率的声在壁面附近存在不同的声速分布,频率越高,声速最大值越小,最小值越大,“勺子底”越“浅”。声速最大值始终处于壁面处,而影响区域大小及声速最小值对应点与声波长有关,得到相应的经验关系,影响区域约为波长的三分之一,声速最小值对应点距壁面约为五分之一波长。实验首先通过单拾音器测量声速验证该现象的存在性,而后采用双拾音器测量壁面影响区域,结果较为符合模拟结论,但声速较模拟结果较小,可能存在一定粘性损耗。（3）声场在颗粒堆积介质中主要呈现为背景声场与散射场的叠加,模拟结果发现声在填充体内传播衰减系数与填充体高度无关,只与声频率以及颗粒本身性质有关,且二者之间存在一个相关系数,当系数小于1时,声可穿过填充体,此时对应的频率为临界频率,可以通过测量临界频率来计算颗粒粒径的大小。而实验通过在上下表面放置的拾音器接收穿过填充体的声信号来分析声传播特性,得到了与模拟较为一致的结果,但模拟中声速基本不发生改变,实验中声速随着频率的增加而减小。
陈尔康[4]（2020）在《弹性高超声速飞行器的状态/参数估计与分层滑模控制》文中提出以美国的先进高超声速武器（Advanced Hypersonic Weapon,AHW）为代表的高超声速飞行器具有改变未来战争形态的潜力,是飞行器的一个重要发展方向。为满足高速和大射程的要求,这类高超声速飞行器都具有较大的长细比和较轻的结构质量,导致其弹性振动模态固有频率较低,与刚体运动模态频率接近,二者之间的耦合效应不可忽略。本文着眼于弹性振动对飞行器动态特性和飞行控制系统的影响,针对控制回路内传感器受弹性振动影响导致控制系统性能下降（甚至失稳）的问题,研究了弹性高超声速飞行器的动力学建模、刚体/弹性/控制耦合特性分析、状态/参数联合估计和姿态控制问题,主要包括以下几部分内容:首先,研究了弹性高超声速飞行器的动力学建模问题。通过引入瞬态坐标系克服了未变形飞行器固联坐标系的“准速度”问题,实现了质心运动与绕质心转动和弹性振动的解耦。在此基础上利用拟坐标形式的拉格朗日方法推导得到了完整动力学模型。并对完整动力学模型进行了简化和分析。为后续耦合特性分析、状态/参数估计算法和姿态控制方法研究奠定了基础。其次,分析了弹性高超声速飞行器的刚体/弹性/控制耦合特性。在开环的情况下分析了弹性模型的平衡点,并在平衡点处对模型进行线性化,然后运用线性系统理论完成了运动模态和频域特性分析。在此基础上,分别针对常用的PD控制和滑模控制分析了刚体/弹性/控制耦合特性,给出了姿态控制系统稳定性的分析结果。此外,还研究了刚体/弹性/控制耦合效应的抑制方法,对工程上常用的结构陷波器进行了改进,提出了有限记忆自适应结构陷波器,并通过仿真验证了该方法的有效性。最后针对弹性高超声速飞行器的参数不确定性,分析了刚体/弹性/控制耦合对系统鲁棒稳定性的影响。再次,研究了弹性高超声速飞行器的状态/参数估计问题,在不增加其他种类传感器的情况下,利用已有的陀螺量测信息对系统状态和参数进行估计。为提高估计精度,提出了一种传感器布置的优化算法,并计算得到了最优传感器布置方案。在此基础上,引入了一种新型的滚动时域估计算法,对其稳定性进行了分析,得到了算法稳定的充分条件。基于该充分条件提出了一种新型的基于QR分解的到达代价更新算法,仿真分析表明该算法能够有效提高估计精度和计算速度。最后,研究了弹性高超声速飞行器的姿态控制问题,设计了弹性高超声速飞行器的姿态控制系统。其中,滚转通道控制系统利用改进非奇异快速终端滑模控制方法和脉冲宽度调制器实现滚转角的稳定控制。纵侧向通道控制系统由滚动时域估计器、滑模干扰观测器和自适应分层滑模控制器组成。其中,滚动时域估计器根据陀螺的量测信号估计飞行器的当前状态和参数。滑模干扰观测器对包含高阶弹性模态、参数不确定性和外部扰动的综合干扰进行估计。自适应分层滑模控制器根据指令姿态和估计状态计算出舵偏,利用分层滑模控制的特点完成欠驱动系统的控制。仿真结果表明,在参数拉偏、存在外部扰动和考虑气动加热影响的情况下,弹性高超声速飞行器的姿态和弹性模态广义坐标均能快速收敛至目标值,姿态控制系统能够完成姿态控制和弹性振动抑制的控制目标。
陆遥[5]（2019）在《溢流坝启门泄流过程瞬态水力特性研究》文中进行了进一步梳理真实的溢流坝启门泄流过程中,受水库调度指令与河道天然来流的影响,必然会面对闸门开度和堰上水头随时间持续变化的情况。然而,目前的水利工程领域依然以稳态流动理论和模型实验作为泄流过程水力特性的主要研究方法。这不仅限制了我国相关行业规范的长足发展,更因为对瞬态工况下泄流能力和立轴旋涡等水动力学问题的研究不足,诱发了诸多工程事故,给下游企业和群众的生命财产安全造成了无法挽回的损失。针对上述问题,本文采用数值与原型、模型实验相结合的研究思想,在OpenFOAM平台开发出一种基于自适应偏移动态分层法的动态拓扑两相流求解器,揭示了瞬态工况下溢流坝泄流能力与立轴旋涡的流动机理。主要研究成果及结论如下:1)通过文献索引工作,回顾了实用堰孔口流量公式和自由表面立轴旋涡模型的理论假设、应用范围、控制方程推导过程以及模型实验实施方法。发现上述研究方法均没有考虑闸门开启过程对流场产生的瞬态影响。考虑到计算流体力学中的自由水面追踪和动网格技术,本文确立了以流体体积法和自适应偏移动态分层法为核心的闸门开启过程数值模拟研究手段。2)分析水工闸门的运动特点,通过在传统动态分层法基础上引入自适应偏移矩阵的方式,提出了平板、弧形闸门启门过程的离散化开度模拟方案——自适应偏移动态分层法。然后,将该算法植入二次开发的动态拓扑两相流求解器topoDyMFoam中,并以某示例阐明了 topoDyMFoam的工作原理与流程。3)为证明topoDyMFoam的功能完整性和计算准确性,本文设计了三个验证性实验。从定性、定量分析两个方面,考察了求解器对自由水面形态、压力、水位、流量、水体积分数等变量的瞬态求解能力。结果显示,topoDyMFoarn不仅能够实现平板、弧形闸门的启门运动过程模拟,而且对水面激波、闸前涌浪、闸后水跃、水力坡降、立轴旋涡等现象具有良好的计算精度。4)以松江河梯级水电站的双沟、石龙水库为研究对象,设计并实施了弧形闸门启门泄流过程的原型实验方案。通过测量待测点位静水、总压力水头的差值,间接求得测点的水流速度,联合测点控制的过流面积,计算出弧形闸门的泄流能力曲线。运用topoDyMFoam求解器进行数值模拟,通过对计算结果的分析,提出启门速度修正系数,改进了实用堰孔口流量公式,进而推演出两水库在正常蓄水位和校核洪水位下的泄流能力曲线。5)以瀑布沟、双沟、石龙水库的溢流坝启门泄流算例为研究对象,运用自由水面法、流线法、涡量法、速度分量法、特征向量法以及λ3准则等旋涡识别算法,详细展示了各算例的水面及水下瞬态流动现象。在此基础上阐明了立轴旋涡的触发、发展与消亡机制。其中,触发机制为边界条件、来流攻角和Reynolds数（Re）共同诱导时,闸室内墩头涡于逆压梯度条件作用下的流动分离;发展机制为涡量输运方程控制下的立轴涡管伸缩变形、剪切变形及涡量扩散过程;消亡机制为涡量拟能控制下的流体动能耗散过程。
毛超利[6]（2019）在《复杂可压缩系统中颗粒曳力特性直接数值模拟研究》文中研究表明可压缩两相反应系统广泛存在于能源和天体物理学等领域之中,特别是最近被广泛关注的爆轰推进技术。该系统的一大显着特点即是多尺度、多场和多物理过程的强烈耦合特性。在典型的爆轰发动机中,该系统的尺度在几纳米的激波厚度尺度到几米甚至几十米的设备尺度之间变化,其物理过程涉及流体动力学,流场,电磁场,能量场,密度场和化学反应等。同样地,针对上述问题,科学界采用了三种手段（理论,实验和数值模拟）的有机结合进行研究。其中,伴随着计算机硬件和算法的快速发展,数值模拟手段作为理论分析和实验测量的重要补充,发挥着越来越举足轻重的作用。本文基于直接数值模拟技术,发展了适用于全解析可压缩两相流动的弱可压缩和全可压缩大规模并行计算平台,并耦合了能够解析颗粒边界层的经过本文大量二次开发的虚拟点内嵌边界方法对颗粒边界进行追踪。采用上述方法,本文对弱可压缩流域颗粒曳力的马赫数效应和形状效应以及颗粒异相化学反应对颗粒受力和传热系数之间的影响进行了直接数值模拟研究,对全可压缩流域具有恒定平均速度的可压缩湍流与颗粒的相互作用,激波/爆轰波与颗粒之间的相互作用进行了探索。研究内容主要包含以下四个部分。第一部分,本文开发了基于五阶迎风格式和虚拟点内嵌边界算法的弱可压缩直接数值模拟平台。针对传统经典问题的直接数值模拟检验了本文算法的精度和准确性。在该平台上,本文先是开展了颗粒曳力的马赫数效应和形状效应研究。结果表明,一是,在弱可压缩流域,伴随着马赫数的增加,颗粒所受曳力增加,这是由于颗粒边界层厚度相应增加的缘故;二是,只有当处于涡脱落流域,流线型颗粒才具有减阻作用。接着,本文在该数值平台上耦合了组分输运方程以及气相和异相化学反应,揭示了焦炭颗粒燃烧速率在1700K附近发生转折背后的物理机理,探索了异相和气相化学反应的发生对颗粒与气相之间曳力和传热系数影响,结果表明,当有化学反应发生时,颗粒所受曳力以及与周围气相之间的换热系数显着增大。第二部分,基于全可压缩全尺度直接数值模拟大规模并行计算平台,本文研究了具有恒定平均流量的强可压缩湍流与固定颗粒之间的相互作用。对于颗粒附近的流动结构,本文观察到的结果与不可压缩情况大不相同。可以发现,颗粒前缘处激波并没有被湍流破坏,也就是说,即使湍流强度（u’/u）达到30%,仍能清晰地看到颗粒上游侧驻定的弓形激波结构。因此,颗粒周围的波结构与层流入口的波结构没有太大区别。还需要指出的是,在不可压缩的情况下,即使雷诺数低于临界值,非常微弱的来流湍流也会导致颗粒尾迹延长或分离,而在目前的工作中,本文没有观察到这种现象。模拟结果还表明,随着湍流强度的增大,相对于不可压缩情况,可压缩情况下阻力系数的相对增大幅度较小。阻力的主要贡献仍然来自于压力。由于弓形激波依然出现在颗粒的上游,它与入射湍流的相互作用导致了这样的结果。颗粒受力系数的另外两个分量由于颗粒周围的压力波动而产生高频脉动。在入口湍流与弓形激波相互作用后,湍流中的特征长度尺度减小。这与正激波-湍流相互作用研究结果相似。然而,流向和横向雷诺应力的变化要视情况而定。由于湍流沿流动方向持续衰减,且弓形激波强度随离颗粒的距离而变化,在不同流向位置的切片上激波压缩引起的变化是不同的。这些结果均表明,有限尺寸颗粒对周围可压缩湍流的调制要复杂得多。第三部分,本文开展了针对激波与颗粒相互作用过程的直接数值模拟研究。首先,通过理论推导,本文得出了两个重要结论,一是,一个激波和颗粒干涉时间尺度内,粘性力对曳力的贡献可以忽略。二是,对于常用的金属颗粒（颗粒与气体密度比大于1000）,激波与颗粒相互作用过程中,颗粒运动可以忽略。针对上述理论推导进行的直接数值模拟结果表明,大颗粒满足第一条结论,但是,对于小颗粒（直径小于100μm）,引入粘性带来的差异达到10%左右;构造非稳态曳力模型时,粘性力贡献不可忽略。这是因为颗粒边界层厚度与颗粒直径之间的理论关系式只在颗粒直径比较大时才成立。此外,在激波与颗粒相互作用过程中,虽然颗粒运动是可以忽略的,但是颗粒在这个过程中获得速度是不可以忽略不计的。此外,基于激波和颗粒群相互作用的直接数值模拟数据,本文分析了颗粒群内部流动的脉动状态以及诱发流动不稳定性的主导因素,提出了能够预测颗粒群颗粒所受曳力峰值分布范围的数学模型,即在满足线性关系的平均值模型上叠加一个标准高斯分布模型,平均值模型中的斜率和截距均是入射激波马赫数和颗粒群空隙率的函数,标准高斯分布模型中的标准差是入射激波强度和颗粒群空隙率的函数。第四部分,本文初步开展了爆轰波在单个颗粒表面进行反射和衍射的直接数值模拟计算。首先,对爆轰波特性的分析表明,爆轰燃烧是一个非常不稳定的物理过程,其锋面是一个包含复杂三波结构的包络结构。也由于爆轰波锋面具有上述的复杂性,它与颗粒的碰撞过程比激波和颗粒的碰撞过程复杂的多。这造成了三波点轨迹的非线性和波动特性,以及颗粒曳力的测不准特性。对爆轰波在单个颗粒表面上衍射以及发射的直接数值模拟结果的分析表明,较强的反射波与同向较弱横向波相遇,不会形成马赫干,而是发生三波结构合并;较弱横向波或经过衰减的反射波与横向波碰撞形成马赫干和三波结构;两个较强的衍射马赫干/激波碰撞（聚焦）形成新的马赫干和三波结构。因此,相向传播的两波碰撞是形成爆轰波马赫干的充分条件。
罗凯[7]（2019）在《pL级超微量封胶关键技术及其实验研究》文中提出封胶技术广泛应用在微装配工程中,近些年随着微机电系统（MEMS）、微纳米制造、微电子封装等领域的迅猛发展,对封胶技术提出了更高的要求,研究pL级超微量封胶关键技术具有重要的意义。pL级超微量封胶方法和工艺是封胶的关键技术,论文研究了pL级转印式超微量封孔方法和时间压力式超微量胶接密封方法,分析了超微量胶滴的分配机理、铺展特性以及封胶过程的动态特性;建立了封胶过程的微流体动力学模型,通过仿真分析了点胶针尖端直径、微孔直径、胶液粘度、返回速度、插入深度、点胶管进给压力、点胶管管径参数等对封胶性能的影响;研究了封胶过程中微气泡产生的机理,解释了封胶过程中气体薄层压力的变化规律;讨论了微米级、亚微米级微孔尺寸下的封孔工艺和胶接工艺;针对狭小空间内的封胶难点问题,设计一体化的pL级转印式超微量点胶笔;在以上研究基础上,搭建了实验平台,验证了提出的封胶方法和工艺的可行性。大量的实验和研究结果表明:pL级转印式超微量封孔方法可实现狭小空间内的微孔密封,当孔径小于10μm时,通过覆盖式实现微孔的密封,在孔径约为5μm时表面胶斑直径最小可至24μm,封胶量约4pL;当孔径大于10μm时,通过插入式实现微孔的密封。根据微孔的尺寸合理选择封孔工艺,匹配点胶针尖端直径,胶液粘度,返回速度等参数可实现不同直径范围内微孔的均匀密封;利用时间压力式超微量封胶方法可实现微米尺度的部件胶接,表面密封胶斑量可达10pL,控制点胶管管径和胶液粘度能有效保证胶接强度和密封性能。
胡娟[8]（2019）在《一维非等熵活塞问题激波解的整体存在性》文中指出本文主要利用改进的Glimm格式的方法,研究当初值和活塞的运动速度都是常数的小扰动时,一维非等熵活塞问题激波解的存在性.对于一维等熵的活塞问题激波解的存在性,王在文献[37]中已经研究.本文和文献[37]相比,主要的创新之处在于:（1）本文研究的是三个方程,并且第二特征族是线性退化的,此时Riemann问题的解中包含接触间断;（2）本文中的初值不再是常数,而是常数的小扰动.为了得到本文的结论,首先,给出Riemann活塞问题的可解性.其次,对波的相互作用以及扰动波在主激波和活塞上的反射作出了精确的估计.随后,构造Glimm泛函并且根据波的相互作用及扰动波在主激波和活塞上反射的估计证明了Glimm泛函的单调性.最后,在对主激波的强度不加限制的情况下根据Glimm格式的框架得到了激波解的整体存在性.
石晓峰[9]（2018）在《激波反射干扰及其热化学非平衡效应》文中研究说明在高超声速飞行中,气流在经历强激波压缩和边界层滞止后会出现高温,使气体的振动能被激发,气体分子发生离解甚至电离。此时气体热化学属性与常温下量热完全气体有很大差异。在高空低密度情况,高温气体效应引发的物理化学过程需要很长的弛豫时间才能达到平衡态,飞行器整体流动可能处于非平衡态,气流的组分、温度等参数在流场内不再均匀。热化学非平衡效应对激波的形状和位置、分离区的大小和壁面的气动力热性能都有着重要的影响。目前热化学非平衡效应对钝头体绕流等简单流动已经有了较充分的认识,但热化学非平衡效应在激波反射、激波-边界层干扰等复杂流动现象中具体作用和机制还有待进一步探究。本文围绕运动激波反射和激波-边界层干扰问题展开研究,对热化学非平衡流中马赫杆形状和激波-边界层干扰特性进行了重点讨论。本文首先描述了热化学非平衡流的控制方程,对控制方程中所需的热力学模型、化学反应模型、混合气体输运模型和湍流RANS模型等物理化学模型进行了介绍。接着对控制方程的离散方法,网格界面处无粘通量格式,壁面条件处理等数值方法进行了介绍。通过发展得到的热化学非平衡流程序,对球锥、圆柱和压缩拐角这几种构型的绕流运动进行了数值模拟。对于这些典型构型绕流中激波的位置,壁面热流和压力,分离区大小等关键参数进行了校核,数值与实验吻合地较好。同时还给出常用的两种化学模型在钝头体绕流表现出来的差异。此外对数值模拟边界层流动中壁面网格的要求展开了一些的讨论。通过无粘的数值模拟,对准定常激波反射中马赫杆的变形特性展开了分析。给出了两种典型的马赫杆变形流场,并讨论了其变形形成的机制。介绍了不同入射激波马赫数下马赫杆形状的演变过程和高温气体效应在其中所起的作用,发现高温气体效应对马赫杆变形起到促进作用。此外得到了非平衡弛豫效应对马赫杆变形改变的规律。基于准定常激波反射中流场的自相似假设,提出采用质量守恒（体积守恒）的思想对马赫杆波后扰动进行定量分析,给出了无粘流动中马赫杆变形的理论预估公式。理论预估的变形量与数值模拟结果吻合得较好。此外还将模型与前人的模型进行了对比,本模型适用于更广泛的斜劈倾角范围内。在理论模型的基础上发现高温气体效应促进马赫杆变形的内在机制在于其激波后的吸热效应。对马赫杆凹陷或者凸起的转变临界进行了分析,反射激波的曲率是马赫杆形状转变的关键。通过数值模拟和SF6实验考察了边界层在马赫杆变形中的作用。对不同斜劈倾角和入射激波马赫数下的SF6准定常激波反射进行了实验,并采用相应的数值模拟来对其中现象进行解释。在边界层作用下射流会提前发生卷曲,而斜劈倾角越大,这种效应越显着。由于实验在很难进行多尺度的研究,采用数值模拟的方法讨论了雷诺数或者说尺度效应对边界层效应的影响。发现不同尺度下壁面射流将出现不同形态,并或多或少都会使马赫杆变形变弱。通过惯性力和粘性力的相互关系,讨论了射流表现出不同形态的原因。在真实的物理环境下,入射激波往往难以保持平直的状态。利用爆炸波这种典型的曲面激波研究了非定常性对马赫杆变形的影响的。在爆炸波反射中,马赫杆从一开始就处于剧烈变形中,而热化学非平衡效应此时并不会促进马赫杆的变形,反而表现出抑制变形。基于波系演变的几何关系和马赫杆顶部偏转假设,对三波点轨迹线进行了理论预估。理论值较好的吻合了数值模拟结果。尝试采用准定常下马赫杆变形的理论模型对爆炸波中马赫杆变形的演变规律进行解释,流场历史遗留信息对马赫杆变形有着重要的影响。双楔和进气道是激波-边界层干扰中的典型内外流构型。对于双楔构型,分别讨论了两种工况下来流轻微偏转、前缘钝化和层湍流边界层对流场波系和壁面热流的影响,并得出压缩拐角处转捩可能是数值和实验一直难以满足一致性的关键性因素。对马赫9的高超声速进气道在起动和不起动状态下热化学非平衡效应进行了讨论。介绍了不起动时流场喘振过程中波系的演化和喘振发生的内在机制。总结了不同堵塞比下进气道的喘振频率和起动临界条件,发现高温气体效应会使喘振的临界堵塞比增加,同时喘振时振荡频率降低。
何建男[10]（2018）在《微尺度爆震燃烧的基础研究与微动力推进的初步探索》文中认为近年来,人们对高能量密度、高能量转化率和小型化的动力系统需求越来越大,但是基于常规碳氢燃料和常规燃烧方式的推进装置,其热力循环效率已经接近上限。因此,在难以改变现有燃料种类的条件下,需要一种更高效的推进方式来满足需求,而爆震燃烧作为一种能够快速自增压并释放化学能的燃烧方式,在理论上具有近似等容循环的热效率,如果将其应用于微动力推进装置,有望成为一种新的解决方案。本文基于微尺度爆震燃烧这一新概念,对受尺寸因素影响的爆震燃烧现象进行实验研究,以解决其在工程应用中需要面对的三个主要问题:1)多尺度下的DDT起爆机理;2)评估受尺寸影响的爆震冲量和比冲;3)利用微尺度爆震实现短距、快速起爆。这也是本文的主要研究内容。第一个研究内容主要涉及火焰的加速现象和机制。在光滑爆震管中,从封闭端起始的火焰在爆震产生之前会经历三个阶段的加速过程（S1-S3）。首先是点火后的指数加速（S1阶段）,然后是火焰以准稳定速度传播（S2阶段）,最后是火焰的再次加速（S3阶段）,直至爆震产生。然而,目前几乎没有实验系统地呈现过火焰在多尺度下的加速特征,而理论分析和数值模拟又与仅有的一些实验结果存在偏差。因此,本实验对微尺度至中尺度范围下的火焰DDT过程进行了详细的定量和定性研究。变量分析的结果显示,当混合物偏富油时（Φ=1～1.5）,其层流火焰速度SL和膨胀比（?）都较大,此时S1阶段的火焰最大速度vtip,max和S2阶段的准稳定传播速度（饱和速度cs）很有可能是超声速的;而当混合物处于其它当量比范围时,SL和（?）的值偏低,以上两个速度很有可能是亚声速的。通过定义特征雷诺数Re*,又进一步分析了 SL、（?）和管径d这三个因素对火焰加速的整体影响,发现当Re*处于1000～1500的临界值范围时,d恰好为8 mm,此时不同工况下的vtip,max和cs都出现了极大值,对应的无量纲火焰传播距离也更短,说明此时火焰的加速效果最好。此外,实验也证明,超声速的cs对于缩短DDT距离有很大帮助。对DDT过程的光学观测表明,S1阶段的指尖形火焰加速会产生前导激波。在S2阶段,当cs为亚声速时,指尖形火焰的裙边会逐渐追赶上火焰锋面,导致火焰减速并且变成郁金香火焰;而当cs为超声速时,二者会一直存在距离差,火焰不会呈现郁金香形态。受不同加速阶段的启发,实验还在狭缝内测试了局部障碍物对火焰加速的作用。通过阴影法观察了受障碍物影响的激波与火焰的相互作用,并发现在横截面为2×8 mm的狭缝内,对S2阶段安装障碍物效果最好。第二个研究内容是对多种尺寸和起爆条件下的光滑爆震管产生的冲量和比冲进行测量。实验对比了用推力壁压力积分法和悬摆法的结果,发现随着爆震管尺寸减小,二者测量值的差距会越来越大,这是因为它们规定的单次爆震循环时间不同,而且在使用推力壁压力积分法时,由于传感器的过冲效应,无法测量单次爆震循环后期较小的压力变化,导致该方法得到的比冲较低。前人的实验虽然证明直接起爆和DDT起爆的比冲相同,但本实验进一步发现,在DDT起爆条件下,回爆波/反传波贡献了总冲量的大部分,且DDT距离占管长的比重越小,回爆波/反传波的贡献越大。此外,实验也测试了管径、管道出口条件对推力壁压力波形的影响。通过使用悬摆法,发现冲量与长径比成正比,但比冲会随长径比的增加而先增加而后减小。当长径比为40～50时,化学恰当比的乙烯-氧气混合物的比冲会达到最大值（约为160 s～180 s）,此时,管道的摩擦损失是可以忽略不计的,但在其它长径比下,能量损失会越来越大,对于细长管道尤为如此。这一结果可为爆震发动机的设计提供参考。实验还尝试测量了高初始压力下的比冲值,结果表明,比冲从初压为0.1 MPa时的约180 s,增加到初压为1.0 MPa时的约250 s,增幅为38.8%。第三个研究内容是利用预爆管内的过驱爆震来起爆主爆震室混合物。实验发现了不同预爆管长和气体配比导致的多种二次起爆模式,根据二次起爆的时间和DDT距离,确定了快速二次起爆（FDR）和慢速二次起爆（SDR）两种分类。实验发现了能使主爆震室快速起爆的无量纲参数,即预爆管内过驱爆震位置距出口的长度与预爆管总长的比值ξ。当ξ≤0.2～0.3时,快速二次起爆可以实现;当ζ>0.3时,起爆模式为慢速二次起爆,主爆震室的无量纲DDT距离与ζ呈线性关系。通过对射流能量的估算,发现混合物在氮气稀释比β为0.4时,过驱爆震的能量已很难使混合物直接起爆,因此,β>0.4时的FDR模式下的起爆机制,很有可能是由于主爆震室的壁面反射作用引起的。通过实验获得的胞格尺寸,估算了爆震波成功衍射所需的临界管径dc的值,与其相比,在过驱爆震和主爆震室反射作用影响下的实际预爆管径只需预期临界管径的1/7就可实现快速二次起爆。实验还进行了射流起爆与障碍物起爆效果的对比,发现射流+障碍物的组合起爆方式最有效。
二、二维轴对称活塞问题激波解的存在性（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、二维轴对称活塞问题激波解的存在性（论文提纲范文）
（1）基于物质点法的非均质炸药燃烧细观响应机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景及意义 |
| 1.2 爆炸与冲击动力学问题的数值模拟 |
| 1.2.1 应力波理论 |
| 1.2.2 拉格朗日方法 |
| 1.2.3 欧拉方法 |
| 1.3 炸药燃烧问题的研究现状 |
| 1.3.1 燃烧理论的研究 |
| 1.3.2 燃烧技术的研究 |
| 1.4 细观尺度下炸药爆炸冲击问题的研究现状 |
| 1.4.1 细观尺度下的理论方法 |
| 1.4.2 细观尺度下的数值模拟方法 |
| 1.5 无网格算法 |
| 1.5.1 无网格法在爆炸与冲击动力学中的应用 |
| 1.5.2 物质点法在爆炸冲击动力学中的应用 |
| 1.6 论文主要的研究内容及研究思路 |
| 第2章 物质点法基本理论及其应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 物质点法基本理论 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 背景网格及映射函数 |
| 2.2.3 空间离散 |
| 2.2.4 时间离散 |
| 2.2.5 接触算法 |
| 2.3 广义插值物质点法 |
| 2.4 物质点法在爆炸冲击动力学问题中的应用 |
| 2.5 物质点法计算效率的讨论 |
| 2.5.1 动态背景域 |
| 2.5.2 轴对称问题处理方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 细观尺度下非均质炸药的物理模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非均质炸药的几何模型 |
| 3.3 炸药细观损伤的本构模型 |
| 3.4 细观尺度下的应力更新算法 |
| 3.5 压力波传播机理分析 |
| 3.5.1 冲击波的基本关系式 |
| 3.5.2 冲击波的雨贡纽曲线 |
| 3.5.3 冲击波的基本性质 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 细观尺度下含能晶体颗粒燃烧机理分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含能晶体颗粒的燃烧特征及规律 |
| 4.2.1 含能晶体颗粒的热分解特征及规律 |
| 4.2.2 含能晶体颗粒的燃烧变化 |
| 4.3 含能晶体颗粒燃烧的热力学性能分析 |
| 4.3.1 含能晶体颗粒的生成焓和反应焓 |
| 4.3.2 含能晶体颗粒的热力学定律 |
| 4.3.3 含能晶体颗粒的状态方程 |
| 4.4 含能晶体颗粒燃烧的化学反应热分析 |
| 4.4.1 含能晶体颗粒燃烧的化学热力学基础 |
| 4.4.2 含能晶体颗粒燃烧的热效应 |
| 4.4.3 含能晶体颗粒燃烧的热平衡机理 |
| 4.5 含能晶体颗粒燃烧的化学反应热和力学耦合分析 |
| 4.6 数值算例 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 细观尺度下非均质炸药燃烧机理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非均质炸药的状态方程 |
| 5.2.1 粘结剂的状态方程 |
| 5.2.2 气泡的状态方程 |
| 5.3 非均质炸药的热平衡机理分析 |
| 5.3.1 粘结剂的热平衡机理 |
| 5.3.2 气泡的热平衡机理 |
| 5.4 多物质物质点法 |
| 5.5 细观尺度下的“热点”形成 |
| 5.6 数值算例 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 细观尺度下非均质炸药燃烧转爆轰判别条件 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 细观尺度下非均质炸药燃烧转爆轰数学模型 |
| 6.2.1 基本假设 |
| 6.2.2 守恒方程 |
| 6.2.3 状态方程 |
| 6.3 燃烧转爆轰判别条件 |
| 6.4 算例验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）空气涡环送风模式的初步研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 个性化送风系统的研究现状 |
| 1.2.1 个性化送风系统类别 |
| 1.2.2 PV与 MV/DV的比较与耦合 |
| 1.2.3 气流在微环境中的相互作用 |
| 1.2.4 个性化送风系统的能耗特征 |
| 1.3 涡环的研究现状 |
| 1.3.1 涡环的理论模型 |
| 1.3.2 涡环的生成方式 |
| 1.3.3 涡环的结构 |
| 1.3.4 涡环的形成过程 |
| 1.4 研究现状小结 |
| 1.5 本文的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2.涡环送风的概念及理论分析 |
| 2.1 轴对称圆断面自由紊动射流 |
| 2.1.1 自由紊动射流的基本特性 |
| 2.1.2 轴对称圆断面自由紊动射流运动分析 |
| 2.1.3 轴对称圆断面自由紊动射流卷吸率 |
| 2.2 涡环的理论模型 |
| 2.2.1 涡环稳态运动存在性问题的解 |
| 2.2.2 粘性流体中薄核涡环的运动学模型 |
| 2.2.3 空气涡环研究中的因素效应关系 |
| 2.3 涡环送风 |
| 2.3.1 涡环送风原理 |
| 2.3.2 涡环送风与射流送风的差异 |
| 2.3.3 涡环应用于通风领域需讨论的问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 3.涡环送风实验方法 |
| 3.1 空气涡环生成装置 |
| 3.1.1 合成射流激励式 |
| 3.1.2 机械活塞式 |
| 3.1.3 适用于建筑通风领域的涡环生成装置 |
| 3.2 实验仪器设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 实验工况设置 |
| 3.3.2 涡环生成特性研究 |
| 3.3.3 涡环迁移分布特性研究 |
| 3.3.4 涡环送风性能研究 |
| 3.4 实验测量误差来源 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.空气涡环的形成与脱落 |
| 4.1 涡环的结构 |
| 4.2 涡环的形成过程 |
| 4.3 涡环形成过程中的平动速度变化规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.空气涡环的迁移与分布 |
| 5.1 涡环输送过程中的平动速度变化规律 |
| 5.2 涡环运动的偏移与分布特性 |
| 5.3 涡环进入特定送风区域的体积比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.涡环的送风性能与应用潜力 |
| 6.1 涡环送风的新风比测量实验设计 |
| 6.2 涡环送风有效体积 |
| 6.3 涡环送风新风比 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.结论及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间科研成果 |
（3）壁面附近声传播规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 声波法测量技术在电厂中的应用研究及原理 |
| 1.2.1 炉内空气动力场的测量 |
| 1.2.2 炉内温度场的测量 |
| 1.2.3 颗粒浓度及大小的测量 |
| 1.3 壁面附近声传播规律研究现状和发展 |
| 1.4 本文主要工作 |
| 2 声在壁面附近的传播特征 |
| 2.1 声的物理性质 |
| 2.1.1 声压和质点振动速度 |
| 2.1.2 声能和声强 |
| 2.1.3 声压级和声强级 |
| 2.1.4 连续性方程 |
| 2.1.5 运动方程 |
| 2.1.6 状态方程 |
| 2.1.7 声的线性波动方程 |
| 2.2 声的传播时间计算 |
| 2.3 声在无限壁面附近的传播特性 |
| 2.4 声在颗粒堆积介质中的传播特性 |
| 2.4.1 声在固体介质中的传播特性 |
| 2.4.2 声在颗粒堆积介质中的散射特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 声在无限壁面附近的传播特性研究 |
| 3.1 COMSOL Multiphysics介绍 |
| 3.2 无限壁面附近声传播仿真模型 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 物理模型 |
| 3.2.3 边界条件 |
| 3.2.4 网格划分及无关性考核 |
| 3.2.5 时间步长 |
| 3.2.6 声源 |
| 3.2.7 声在无限壁面附近传播特性仿真研究 |
| 3.3 实验验证 |
| 3.3.1 冷态壁实验平台 |
| 3.3.2 声测量硬件系统 |
| 3.3.3 声测量软件系统 |
| 3.3.4 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 声在颗粒堆积介质中的传播特性研究 |
| 4.1 声在颗粒堆积介质中传播特性仿真研究 |
| 4.1.1 几何模型及边界条件设定 |
| 4.1.2 物理模型 |
| 4.1.3 初始条件及网格划分 |
| 4.1.4 仿真结果及分析 |
| 4.2 实验验证 |
| 4.2.1 颗粒堆积介质实验平台 |
| 4.2.2 实验结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、硕士学位在研期间主要成果 |
| 致谢 |
（4）弹性高超声速飞行器的状态/参数估计与分层滑模控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及研究目的和意义 |
| 1.2 弹性飞行器动力学建模的研究现状 |
| 1.3 弹性飞行器耦合特性分析的研究现状 |
| 1.4 状态/参数估计方法的研究现状 |
| 1.5 高超声速飞行器控制方法的研究现状 |
| 1.6 主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 基于瞬态坐标系的动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本假设 |
| 2.3 坐标系的定义与转换 |
| 2.3.1 坐标系的定义 |
| 2.3.2 坐标系的转换 |
| 2.4 瞬态坐标系下动力学方程的建立 |
| 2.4.1 矢量表示与微分法则 |
| 2.4.2 矢量关系 |
| 2.4.3 拉格朗日方程 |
| 2.4.4 动能 |
| 2.4.5 势能 |
| 2.4.6 阻尼耗散能 |
| 2.4.7 动力学方程 |
| 2.5 结构与气动参数模型的建立 |
| 2.5.1 结构参数模型的建立 |
| 2.5.2 气动参数模型的建立 |
| 2.6 动力学模型的简化与分析 |
| 2.6.1 完整动力学模型的简化与分析 |
| 2.6.2 纵向平面动力学模型 |
| 2.7 仿真分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 刚体/弹性/控制耦合特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数学模型 |
| 3.3 刚体/弹性耦合特性分析 |
| 3.3.1 配平特性分析 |
| 3.3.2 动态特性分析 |
| 3.4 刚体/弹性/控制耦合特性分析 |
| 3.4.1 机理分析 |
| 3.4.2 基于PD控制的刚体/弹性/控制耦合特性分析 |
| 3.4.3 基于滑模控制的刚体/弹性/控制耦合特性分析 |
| 3.5 刚体/弹性/控制耦合抑制方法 |
| 3.5.1 结构陷波器 |
| 3.5.2 有限记忆自适应陷波器 |
| 3.6 刚体/弹性/控制耦合的鲁棒稳定性分析 |
| 3.6.1 结构奇异值方法 |
| 3.6.2 刚体/弹性/控制耦合的不确定性建模 |
| 3.6.3 数值仿真与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于QR分解的状态/参数滚动时域估计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 估计模型 |
| 4.3 传感器布置方案设计 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 传感器位置优化 |
| 4.4 滚动时域估计的基本原理 |
| 4.4.1 全信息估计 |
| 4.4.2 滚动时域估计 |
| 4.5 滚动时域估计算法的稳定性分析 |
| 4.5.1 定义与基本假设 |
| 4.5.2 稳定性分析 |
| 4.6 基于QR分解的到达代价更新方法 |
| 4.7 数值求解方法 |
| 4.8 滚动时域估计的仿真分析 |
| 4.8.1 纵向平面滚动时域估计的仿真分析 |
| 4.8.2 纵侧向运动滚动时域估计的仿真分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 弹性高超声速飞行器的自适应分层滑模控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 控制模型与策略 |
| 5.2.1 控制模型 |
| 5.2.2 考虑振动抑制的控制策略 |
| 5.3 基于非奇异快速终端滑模的滚转通道控制器设计 |
| 5.4 基于滑模干扰观测器的纵侧向通道自适应分层滑模控制器设计 |
| 5.4.1 滑模干扰观测器设计 |
| 5.4.2 自适应分层滑模控制器设计 |
| 5.4.3 输入受限自适应分层滑模控制律设计 |
| 5.4.4 稳定性分析 |
| 5.5 控制系统仿真分析 |
| 5.5.1 纵向控制系统仿真分析 |
| 5.5.2 三通道控制系统仿真分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）溢流坝启门泄流过程瞬态水力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 溢流坝启门泄流的理论与实验研究进展 |
| 1.2.1 下泄流量的理论与实验研究进展 |
| 1.2.2 立轴旋涡的理论与实验研究进展 |
| 1.3 溢流坝启门泄流的数值研究进展 |
| 1.3.1 自由水面形态的数值模拟进展 |
| 1.3.2 闸门运动过程的数值模拟进展 |
| 1.4 OpenFOAM软件简介 |
| 1.5 问题的提出 |
| 1.6 本文研究主要工作 |
| 2 动态拓扑两相流求解器topoDyMFoam的开发 |
| 2.1 OpenFOAM不可压缩气液两相流控制方程 |
| 2.1.1 控制方程 |
| 2.1.2 数值离散及迭代求解 |
| 2.2 动态拓扑两相流求解器topoDyMFoam |
| 2.2.1 自适应偏移动态分层法(SAO-DLM) |
| 2.2.2 SAO-DLM在topoDyMFoam中的实现 |
| 2.2.3 topoDyMFoam的工作原理与流程 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 动态拓扑两相流求解器topoDyMFoam的验证 |
| 3.1 平板门溃坝实验 |
| 3.1.1 模型实验设置 |
| 3.1.2 数值算例设置 |
| 3.1.3 结果分析 |
| 3.2 瀑布沟堰流实验 |
| 3.2.1 边界条件与算例设置 |
| 3.2.2 初始条件与数值离散格式 |
| 3.2.3 结果分析 |
| 3.3 瀑布沟启门实验 |
| 3.3.1 模型实验设置 |
| 3.3.2 数值算例设置 |
| 3.3.3 结果分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 松江河梯级水电站泄流原型实验及流量修正研究 |
| 4.1 松江河梯级水电站泄流原型实验 |
| 4.1.1 实验目的及工程概况 |
| 4.1.2 实验设置 |
| 4.1.3 实验结论 |
| 4.2 松江河梯级水电站流量修正研究 |
| 4.2.1 双沟、石龙水电站启门泄流数值分析 |
| 4.2.2 双沟、石龙水电站流量修正研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 溢流坝启门泄流立轴旋涡现象及流动机制研究 |
| 5.1 松江河梯级水电站原型实验中的立轴旋涡 |
| 5.2 溢流坝启门泄流立轴旋涡现象研究 |
| 5.2.1 旋涡的识别与可视化方法 |
| 5.2.2 溢流坝闸室内旋涡流动现象 |
| 5.3 溢流坝启门泄流立轴旋涡机制研究 |
| 5.3.1 立轴旋涡的触发机制 |
| 5.3.2 立轴旋涡的发展与消亡机制 |
| 5.4 工程消涡措施探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A OpenFOAM软件架构及本文通用算例设置 |
| A.1 OpenFOAM软件架构 |
| A.2 本文通用算例设置 |
| 附录B topoDyMFoam动网格模块数据接口 |
| 附录C 旋涡识别方法简介 |
| C.1 特征向量法 |
| C.2 λ_2准则 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）复杂可压缩系统中颗粒曳力特性直接数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 术语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 爆轰波应用背景 |
| 1.3 爆轰波研究方法介绍 |
| 1.3.1 理论分析 |
| 1.3.2 实验研究 |
| 1.3.3 数值模拟 |
| 1.4 粗糙/热损壁面管道内爆轰波 |
| 1.5 爆燃转爆轰机理研究 |
| 1.6 两相爆轰燃烧研究 |
| 1.6.1 可压缩湍流和颗粒的相互作用 |
| 1.6.2 激波与颗粒干涉 |
| 1.6.3 爆轰波和颗粒干涉 |
| 1.7 本文研究内容和章节安排 |
| 第二章 数理模型和数值方法 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 数值格式 |
| 2.3 虚拟点内嵌边界方法 |
| 2.3.1 三线性插值算法 |
| 2.3.2 反距离权重插值算法 |
| 2.4 本文对内嵌边界方法的发展改进 |
| 2.4.1 基于STL思想适用复杂几何边界的虚拟点内嵌边界方法 |
| 2.4.2 适用流固耦合传热边界的虚拟点内嵌边界方法 |
| 2.4.3 适用异相燃烧传质边界的虚拟点内嵌边界方法 |
| 2.5 湍流场的本征正交分解(POD) |
| 2.6 小结 |
| 第三章 数值方法验证 |
| 3.1 爆轰波问题 |
| 3.1.1 一维爆轰波 |
| 3.1.2 二维爆轰波 |
| 3.2 斜激波问题 |
| 3.3 斜爆轰问题 |
| 3.4 超音速来流横掠圆柱 |
| 3.5 超音速来流横掠圆球 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 处理复杂几何和异相燃烧传质边界的虚拟点内嵌边界方法 |
| 4.1 弱可压缩流体横掠非圆形固体中的传热问题 |
| 4.1.1 描述弱可压缩流体的数理模型 |
| 4.2 虚拟点内嵌边界方法和弱可压缩求解器耦合的评估 |
| 4.2.1 精度差异的影响评估 |
| 4.2.2 空间收敛速度检测 |
| 4.3 弱可压缩流体横掠非规则截面柱体中的流动和换热问题 |
| 4.3.1 椭圆圆柱尾涡特性研究 |
| 4.3.2 流体与非圆截面柱体间强制对流换热问题 |
| 4.3.3 高速流体横掠钝形截面柱体中的换热过程 |
| 4.4 焦炭颗粒燃烧的全解析直接数值模拟研究 |
| 4.4.1 方法和设置简述 |
| 4.4.2 与实验结果对比 |
| 4.4.3 输运和化学反应之间相互竞争分析 |
| 4.4.4 化学反应对气固相间质量,动量和能量交换的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 可压缩湍流与颗粒(群)相互作用的直接数值模拟研究 |
| 5.1 计算设置 |
| 5.2 工况设置 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 颗粒周围流场结构 |
| 5.3.2 颗粒受力 |
| 5.3.3 颗粒前端弓形激波强度 |
| 5.3.4 弓形激波和入口湍流之间的相互作用 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 平面激波和颗粒(群)干涉的微观尺度直接数值模拟研究 |
| 6.1 计算设置 |
| 6.2 激波和颗粒干涉中的时间尺度 |
| 6.3 数值结果分析 |
| 6.3.1 激波与单颗粒干涉 |
| 6.3.2 激波与双颗粒组合干涉 |
| 6.3.3 激波与颗粒群的相互作用 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 平面爆轰波和颗粒干涉的微观尺度直接数值模拟研究 |
| 7.1 计算细节 |
| 7.2 计算结果和讨论 |
| 7.2.1 爆轰波绕射单颗粒 |
| 7.3 小结 |
| 第八章 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文工作的创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）pL级超微量封胶关键技术及其实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 接触式点胶技术 |
| 1.2.2 非接触式点胶技术 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 pL级封胶方法及影响因素 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超微量液滴分配机理及影响因素 |
| 2.2.1 液滴分配机理 |
| 2.2.2 影响因素 |
| 2.3 胶液的流变特性分析 |
| 2.3.1 牛顿流体流变特性 |
| 2.3.2 非牛顿流体流变特性 |
| 2.4 胶滴的铺展与数学描述 |
| 2.4.1 胶滴的几何形貌 |
| 2.4.2 胶滴配置模型的估算 |
| 2.5 封胶动态分析 |
| 2.5.1 撞击过程中的非稳态 |
| 2.5.2 碰撞过程中微气泡的产生 |
| 2.6 封胶方法 |
| 2.6.1 微孔的密封 |
| 2.6.2 微部件的胶接 |
| 2.6.3 影响封胶性能的因素 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 封胶过程微流体动力学模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 关于计算流体力学(CFD) |
| 3.2.1 计算流体力学的发展 |
| 3.2.2 VOF方法 |
| 3.2.3 表面张力模型和壁面黏附模型 |
| 3.3 封胶过程动态仿真模型建立 |
| 3.3.1 控制方程 |
| 3.3.2 仿真模型网格划分和初始化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 pL级超微量封胶性能的数值模拟 |
| 4.1 碰撞过程中微气泡生成的机理 |
| 4.1.1 微气泡的生成 |
| 4.1.2 胶滴近壁面时的压力场分析 |
| 4.1.3 优化措施 |
| 4.2 覆盖式封胶对封孔性能的影响 |
| 4.2.1 封胶过程的动态模拟 |
| 4.2.2 点胶针尖端直径的影响 |
| 4.2.3 微孔直径的影响 |
| 4.2.4 胶液粘度的影响 |
| 4.2.5 返回速度的影响 |
| 4.2.6 停留时间的影响 |
| 4.3 插入式封胶对封孔性能的影响 |
| 4.3.1 动态模拟过程 |
| 4.3.2 插入深度的影响 |
| 4.3.3 离开速度的影响 |
| 4.4 时间压力式封胶对微部件胶接性能的影响 |
| 4.4.1 进给压力的影响 |
| 4.4.2 装配间隙的影响 |
| 4.4.3 胶液粘度的影响 |
| 4.4.4 点胶管管径的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 pL级超微量封胶的实验研究 |
| 5.1 pL级超微量点胶笔的设计 |
| 5.2 关键部件的制备 |
| 5.2.1 点胶针的制备 |
| 5.2.2 储液微管的制备 |
| 5.3 微封胶实验平台系统的搭建 |
| 5.3.1 实验原理与装置 |
| 5.3.2 实验方法 |
| 5.4 封胶效果的检测 |
| 5.5 实验研究 |
| 5.5.1 胶斑大小一致性实验 |
| 5.5.2 常压环境下封孔实验 |
| 5.5.3 高压环境下封孔实验 |
| 5.5.4 微部件的胶接实验 |
| 5.6 实验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 工作总结 |
| 主要创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）一维非等熵活塞问题激波解的整体存在性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题研究的背景 |
| 1.2 数学模型和本文主要结果 |
| 1.3 本文的结构安排 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 数学分析基本知识 |
| 2.2 双曲型守恒律方程基本知识 |
| 2.3 Riemann问题的基本知识 |
| 2.4 Glimm格式的框架 |
| 第三章 Riemann活塞问题的可解性 |
| 3.1 只含有弱波的Riemann问题 |
| 3.2 含有强激波的Riemann问题 |
| 第四章 Euler方程组一维活塞问题解的存在性 |
| 4.1 近似解的构造 |
| 4.2 局部相互作用的估计 |
| 4.2.1 ◇既不覆盖x=b_△(t)也不覆盖x=s_△(t)的任何部分 |
| 4.2.2 ◇仅覆盖x=b_△(t)的一部分而不覆盖x=s_△(t)的任何一部分 |
| 4.2.3 ◇既覆盖x=b_△(t)的一部分又覆盖x=s_△(t)的一部分 |
| 4.2.4 ◇仅覆盖x=s_△(t)的一部分而不覆盖x=b_△(t)的任何一部分 |
| 4.3 Glimm泛函的单调性 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间完成的论文 |
（9）激波反射干扰及其热化学非平衡效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 热化学非平衡流数值模拟 |
| 1.2.2 激波反射 |
| 1.2.3 激波-边界层干扰 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 数值方法和实验设备 |
| 2.1 流动控制方程 |
| 2.1.1 热化学非平衡流的Navier-stokes方程 |
| 2.1.2 控制方程无量纲化 |
| 2.2 物理化学模型 |
| 2.2.1 热力学模型 |
| 2.2.2 化学动力学模型 |
| 2.2.3 输运模型 |
| 2.2.4 湍流模型 |
| 2.3 数值算法 |
| 2.3.1 控制方程离散 |
| 2.3.2 重构 |
| 2.3.3 推进 |
| 2.3.4 边界条件 |
| 2.4 程序验证 |
| 2.4.1 钝头体绕流 |
| 2.4.2 压缩拐角绕流 |
| 2.5 实验设备和测量工具 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 准定常激波反射中马赫杆凸起变形及其热化学非平衡效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 初始设置和网格收敛性 |
| 3.3 数值模拟结果 |
| 3.3.1 典型流场分析 |
| 3.3.2 高温气体效应对变形量的影响 |
| 3.4 理论预估模型 |
| 3.5 高温气体效应的作用机制 |
| 3.6 马赫杆变形转变准则 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 运动激波反射中含粘性和非定常性的马赫杆变形研究 |
| 4.1 含层流边界层的马赫杆变形研究 |
| 4.1.1 实验研究 |
| 4.1.2 数值研究 |
| 4.2 爆炸波反射中的马赫杆变形 |
| 4.2.1 流场演变 |
| 4.2.2 分析和讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 高焓来流下典型构型中的激波-边界层干扰研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双楔流场数值模拟和实验一致性研究 |
| 5.2.1 几何参数和来流条件 |
| 5.2.2 基础流场分析 |
| 5.2.3 来流偏转 |
| 5.2.4 前缘钝化 |
| 5.2.5 层湍流边界层 |
| 5.3 高马赫数下进气道高温气体效应研究 |
| 5.3.1 基础设置和进气道无堵塞下的流动状态 |
| 5.3.2 进气道堵塞下的流动状态 |
| 5.3.3 高温气体效应对喘振的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文的工作总结 |
| 6.2 本文的创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（10）微尺度爆震燃烧的基础研究与微动力推进的初步探索（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微尺度爆震燃烧的定义 |
| 1.3 爆震的起始 |
| 1.4 爆震产生的机理 |
| 1.5 光滑管道内的火焰加速和DDT过程 |
| 1.5.1 典型的“三阶段”火焰加速 |
| 1.5.2 火焰早期加速的理论模型及其发展历程 |
| 1.5.3 火焰加速中期的“郁金香”火焰 |
| 1.5.4 缓燃向爆震的转变 |
| 1.6 含障碍物管道内的DDT过程 |
| 1.7 爆震的推进性能与能量损失 |
| 1.8 射流点火与短距快速起爆 |
| 1.8.1 短距快速起爆的重要性 |
| 1.8.2 预爆管和爆震波的衍射 |
| 1.8.3 减小临界管径的方法 |
| 1.8.4 临界点火能量 |
| 1.9 本文的研究内容 |
| 2 实验系统和方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃料和氧化剂 |
| 2.3 供气系统和配气方法 |
| 2.3.1 常压供气系统 |
| 2.3.2 高压供气系统 |
| 2.4 光学测量系统 |
| 2.4.1 高速摄像 |
| 2.4.2 阴影法和纹影法 |
| 2.5 点火系统 |
| 2.5.1 常规电火花点火 |
| 2.5.2 高能电火花点火 |
| 2.6 数据采集系统 |
| 2.6.1 压力测量 |
| 2.6.2 位移测量 |
| 2.7 悬摆系统 |
| 2.8 误差分析 |
| 2.8.1 误差的分类 |
| 2.8.2 高速摄像法测量火焰速度的误差 |
| 2.8.3 直杆型悬摆测量比冲的误差 |
| 2.9 小结 |
| 3 微尺度管道内的火焰加速和DDT研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验件设计 |
| 3.2.1 光滑管道及其点火设计 |
| 3.2.2 含障碍物管道的设计 |
| 3.3 光滑管道内火焰的不同加速阶段 |
| 3.4 光滑管道内的火焰在DDT阶段的加速分析 |
| 3.4.1 指数加速阶段(S1)的理论模型 |
| 3.4.2 指数加速阶段(S1)的实验结果 |
| 3.4.3 准稳定加速阶段(S2)的实验结果 |
| 3.4.4 二次加速阶段(S3)的实验结果 |
| 3.4.5 DDT距离 |
| 3.5 平面狭缝内火焰传播的光学观测 |
| 3.5.1 光滑狭缝 |
| 3.5.2 含障碍物狭缝 |
| 3.6 圆形管道内火焰传播的光学观测 |
| 3.6.1 指数加速阶段(S1)的火焰特征 |
| 3.6.2 准稳定传播阶段(S2)的火焰特征 |
| 3.6.3 高速缓燃火焰至爆震发生阶段(S3)的火焰特征 |
| 3.7 小结 |
| 4 微尺度爆震的性能和损失评估 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PDE的推力(比冲)测量方法 |
| 4.3 实验工况 |
| 4.4 爆震管的尺寸和设计 |
| 4.4.1 常压混气、低能量点火 |
| 4.4.2 常压混气、高能点火 |
| 4.4.3 高压混气、高能点火 |
| 4.5 推力壁压力积分法的结果 |
| 4.5.1 火焰传播过程与对应的推力壁压力 |
| 4.5.2 尺寸因素对压力、冲量和比冲的影响 |
| 4.5.3 出口边界的影响 |
| 4.6 悬摆法的结果 |
| 4.6.1 DDT起爆 |
| 4.6.2 直接起爆 |
| 4.7 两种测量方法的对比 |
| 4.8 高初始压力下的比冲测量 |
| 4.9 小结 |
| 5 微尺度爆震的应用——射流起爆的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验件设计 |
| 5.2.1 主爆震室设计 |
| 5.2.2 光滑预爆管设计 |
| 5.2.3 带压力测量的主爆震室设计 |
| 5.2.4 含障碍物的主爆震室设计 |
| 5.3 光滑预爆管的射流点火实验 |
| 5.3.1 主爆震室的二次起爆模式 |
| 5.3.2 速度传播特征 |
| 5.3.3 不同二次起爆模式发生的概率 |
| 5.3.4 预爆管内的过驱爆震对二次起爆模式的影响 |
| 5.3.5 二次起爆的DDT距离 |
| 5.3.6 不同起爆模式下的压力特征 |
| 5.3.7 起爆能量的评估 |
| 5.3.8 FDR模式产生的原因 |
| 5.3.9 临界管径 |
| 5.4 射流起爆与障碍物起爆的对比 |
| 5.5 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 主要研究成果与结论 |
| 6.2.1 微尺度管道内的火焰加速和DDT过程 |
| 6.2.2 微尺度爆震的比冲测量 |
| 6.2.3 微尺度射流点火 |
| 6.3 本文的创新点 |
| 6.4 未来的工作展望 |
| 7 参考文献 |
| 8 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
四、二维轴对称活塞问题激波解的存在性（论文参考文献）
- [1]基于物质点法的非均质炸药燃烧细观响应机理研究[D]. 马敬鑫. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]空气涡环送风模式的初步研究[D]. 翟超. 西安建筑科技大学, 2020
- [3]壁面附近声传播规律研究[D]. 关雪丰. 郑州大学, 2020(02)
- [4]弹性高超声速飞行器的状态/参数估计与分层滑模控制[D]. 陈尔康. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]溢流坝启门泄流过程瞬态水力特性研究[D]. 陆遥. 大连理工大学, 2019(08)
- [6]复杂可压缩系统中颗粒曳力特性直接数值模拟研究[D]. 毛超利. 浙江大学, 2019
- [7]pL级超微量封胶关键技术及其实验研究[D]. 罗凯. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]一维非等熵活塞问题激波解的整体存在性[D]. 胡娟. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [9]激波反射干扰及其热化学非平衡效应[D]. 石晓峰. 中国科学技术大学, 2018(01)
- [10]微尺度爆震燃烧的基础研究与微动力推进的初步探索[D]. 何建男. 西北工业大学, 2018(02)