管內(nèi)氣體非線性震蕩數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析.pdf

1、超音速繞流產(chǎn)生激波的情況已經(jīng)被廣泛熟知,然而在擾動(dòng)頻率等于氣體的固有頻率的情況下,小擾動(dòng)也是可以誘發(fā)出激波來(lái)的,這就是氣體的非線性效應(yīng)。給管內(nèi)氣體以周期性激勵(lì),當(dāng)激勵(lì)頻率等于氣體的固有頻率時(shí)發(fā)生共振,產(chǎn)生非線性效應(yīng),出現(xiàn)激波在管內(nèi)來(lái)回震蕩。對(duì)于開(kāi)口圓管,管口附近還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的整流效應(yīng),即“零質(zhì)量射流”或“合成射流”。本文所研究的管內(nèi)氣體的非線性震蕩即是這種小擾動(dòng)誘發(fā)出激波來(lái)的情況。
　　本文在探究氣體非線性震蕩特性的基礎(chǔ)上,嘗試探

2、討管內(nèi)氣體非線性震蕩在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用情況。本文先利用數(shù)值模擬的方法,研究了閉口管內(nèi)氣體非線性震蕩的特性,并在此基礎(chǔ)上模擬了對(duì)管壁開(kāi)孔,利用孔內(nèi)氣體的周期性變化的壓力來(lái)激勵(lì)彈簧振子阻尼系統(tǒng)及彈性結(jié)構(gòu)體的工況,分析了振子及彈性結(jié)構(gòu)體的運(yùn)動(dòng)及變形情況。最后,為進(jìn)一步探究在震蕩氣體激勵(lì)下彈性膜的響應(yīng),自行設(shè)計(jì)了流固耦合實(shí)驗(yàn),利用管內(nèi)震蕩氣體激勵(lì)彈性膜,觀察、記錄并分析彈性膜的變形情況。
　　數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)分析均表明:在管內(nèi)震蕩氣體激勵(lì)下,