试述狭缝狭缝引射气膜冷却下PIV实验和数值模拟

论文导读：3-84

4.8与实验数12下一页

摘要：气膜冷却是现代燃机排放技术中比较重要的方面，而产生气膜的结构也有着多种形式，随着现代光电和其它一些高科技产业的进展，狭缝引射结构越来越受到关注和重视，其对产生气膜冷却来说，具有很高的实际探讨价值。由于现有对该结构的探讨多是针对其整体性能方面，对单级狭缝结构的引射效果则探讨较少。本论文在对现有的三维引射装置的基础上，简化其结构，专门针对狭缝端口形状和狭缝宽度对引射效果的影响，特设计三种不同端口（直角，斜45°角，圆角），每种端口设计三种狭缝宽度的模型（10，15，20mm），利用PIV实验，拍摄其引射壁面上的流动特性，以而得出最佳引射结构，且运用FLUENT计算软件对其进行数值计算，以论述角度对所获得的结果进行验证。主要工作有：由狭缝引射的具体结构及引射原理，搭建一个风洞实验台，为引射实验提供稳定的主流速度，对风洞进行稳定性浅析和校核，运用PIV粒子测速仪对九种不同狭缝结构的实验试件进行流体实验，运用图像遮盖，滤波，互相关浅析，POD，DMD速度分解等对结果进行处理浅析，得出最佳引射效果的狭缝结构为圆形端口，狭缝宽度为20mm的结构。利用流体计算软件FLUENT进行数值计算，以实验试件的模型为标准，设计计算模型，每组模型设定不同的来流速度，模拟引射流动，给出了引射流壁面流场的结构和特点。通过对引射比，静压场，Y方向的速度分量场等结果的浅析，尽管在具体数值上有着着一定的偏差，但是就最佳引射结构而言，也同样得出了与实验结果相吻合的狭缝结构。关键词：狭缝引射论文PIV论文气膜论文数值计算论文
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ABSTRACT7-12
第一章：绪论12-23

1.1 背景及作用12-13

1.2 狭缝引射结构探讨情况概述及介绍13-21

1.2.1 船舰排气引射系统国内外探讨近况13-16

1.2.2 狭缝引射结构介绍和探讨近况16-17

1.2.3 实验探讨17-19

1.2.4 计算探讨19-21

1.3 本论文的工作21-23

第二章 低速风洞下狭缝引射 PIV 实验23-48

2.1 实验的作用和目的23

2.2 实验原理23-25

2.3 实验台和实验装置介绍25-33

2.3.1 低速风洞介绍25-26

2.3.2 实验装置参数介绍26-27

2.3.3 前段截面出口速度校核27-29

2.3.4 前段截面出口速的确定29-33

2.4 PIV 速度测量技术及装置介绍33-38

2.4.1 PIV 测量原理35-36

2.4.2 PIV 其它组成装置36-38

2.5 示踪粒子的选取和追踪法38-40

2.6 实验的试验件40-41

2.7 PIV 操作软件介绍41-47

2.7.1 激光器制约软件及其设定41-45

2.7.2 数据采集软件及其设定45-46

2.7.3 实验中需要注意的不足46-47

2.8 本章小结47-48

第三章 PIV 实验图片、数据等结果的处理和浅析48-62

3.1 对采集数据的处理策略48-54

3.

1.1 前处理48-50

3.

1.2 平稳随机数据的时域浅析50-51

3.

1.3 一致性相关过滤51-53

3.

1.4 涡强度浅析53-54

3.2 不同 PIV 拍摄参数下的结果比较54-60
3.

2.1 不同采样方式所获得的结果比较55-56

3.

2.2 不同实验工况所获得的结果比较56-60

3.3 本章小结60-62
第四章：数值计算及相关结果浅析62-86

4.1 数值计算模型下的制约方程62-65

4.

1.1 质量守恒方程62-63

4.

1.2 动量守恒方程63

4.

1.3 能量守恒方程63-64

4.

1.4 制约方程的通用形式：64-65

4.2 压力校准方程65-67

4.3 离散策略67-69

4.4 几何模型参数及边界条件设定69-71

4.5 湍流计算模型的选用71-76

4.5.1 三种常用的求解模型介绍72-74

4.5.2 三种湍流模型实际计算后的结果74-76

4.6 网格生成和无关性验证76-78

4.7 计算结果浅析78-84

4.7.1 不同风速对引射效果的影响79-81

4.7.2 三种不同端口形状81-83

4.7.3 不同狭缝宽度83-84

4.8 与实验数论文导读：据的比较结论84-854.9本章小结85-86第五章全文总结和展望86-885.1全文总结86-875.2后期展望87-88参考文献88-92致谢92-93在校期间发表的论文93上一页12
据的比较结论84-85

4.9 本章小结85-86

第五章 全文总结和展望86-88

5.1 全文总结86-87

5.2 后期展望87-88

参考文献88-92
致谢92-93
在校期间发表的论文93