气体动力学试验报告

Harbin Institute of TechnologyHarbin Institute of Technology 空气动力学实验报告空气动力学实验报告 院系能源学院 班级1402405 名 学号 指导教师 实验时间2017-4-24 实验一 激波形成与干扰虚拟实验 一、实验目的和要求 通过研究楔形体半角δ和来流 Ma 数对激波的影响规律， 对课堂上学习的激 波角、Ma 数、静压、总压等基本概念、基本方程和激波前后参数变化基本规律 进行了复习巩固、实际应用和数值验证。 借助商用软件（GambitFluent）,采用数值模拟方法完成以下内容 1，再现超声速气流流过楔形物体时，在物体前缘形成激波这个气动问题。 2，分别研究楔形体半角δ和来流 Ma 数变化对激波角、激波后 Ma 数、激波 两侧静压比和激波两侧总压比的影响规律。 二，数据处理 实验中保存有马赫数、静压的分布云图如下。可知在相同来流马赫数的前 提下，随着楔形体半角增大，激波后马赫数减小（云图颜色变浅），激波后静 压增大（云图颜色变深）。左侧为压强，右侧为马赫数 P Ma 10 2.5 10 3.5 1 10 4.5 20 2.5 20 3.5 20 4.5 30 2.5 2 30 3.5 30 4.5 已知总压为 101325Pa 和总温 288K，来流马赫数依次取2.5，3.5，4.5。根据 出后截面处静压（马赫数、总压）随纵坐标的变化曲线，可知压力剧烈变化的区 域有激波。 提取激波前后参数，根据激波两侧总压比可知实验中出现的均是弱解 激波，此时通过计算可得到唯一的激波角。汇总成表格如下 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 同时将与数值结果相对应的点绘制在参数关系图中，结合表中的实验数据 可知，对于弱解激波而言，在相同来流马赫数的前提下，随着楔形体半角增大 激波后马赫数减小，激波后静压增大，总压减小。相应结果如下所示 楔形体半激波前 角Ma 数 52.5 53.5 54.5 102.5 103.5 104.5 152.5 153.5 154.5 激波角 27.556 20.376 16.641 31.990 24.567 20.869 37.109 29.367 25.721 激波后 Ma 数 2.28322 3.18025 4.03238 2.07552 2.88504 3.61502 1.86053 2.58493 3.19520 激波两侧激波两侧 静压比总压比 1.3940.993 1.5660.986 1.7710.974 1.8800.968 2.3040.933 2.8320.880 2.4880.917 3.2710.835 4.2840.728 3 4 5