相变对高超声速流动的影响研究的开题报告.docx

相变对高超声速流动的影响研究的开题报告
开题报告：相变对高超声速流动的影响研究
一、选题背景
高超声速技术在航空、航天、军事等领域具有广泛的应用前景。但是，在高超声速飞行中，气体在粘性流动条件下会出现相变现象，这将导致流场性质的改变，从而对飞行器产生影响。因此，研究相变对高超声速流动的影响，有助于提高高超声速飞行器的性能和稳定性。
二、研究目的
本研究旨在通过理论分析和数值模拟，研究相变对高超声速流动的影响，探究相变对高超声速飞行器的性能和稳定性的影响规律，为高超声速飞行技术的发展提供科学依据。
三、研究内容
1.高超声速流动中气体相变的机理和特点；
2.相变对高超声速流动的影响机理和模型；
3.基于计算流体力学软件ANSYSFluent对高超声速流动中气体相变的数值模拟；
4.对比分析相变前后的高超声速流动性质和飞行器稳定性的变化。
四、研究方法和技术路线
1.研究方法：理论分析结合数值模拟。
2.研究技术路线：
（1）研究高超声速流动中气体相变的机理和特点。
（2）建立高超声速流动相变模型，分析相变对流场性质的影响。
（3）利用ANSYSFluent进行高超声速流动相变的数值模拟，并验证模拟结果。
（4）对比分析相变前后的高超声速流动性质和飞行器稳定性的变化。
五、预期成果
本研究预期可以得出以下成果：
1.理论分析相变对高超声速流动的影响机理，提出高超声速流动相变模型；
2.基于ANSYSFluent软件进行高超声速流动相变的数值模拟，并验证模拟结果；
3.分析相变前后的高超声速流动性质和飞行器稳定性的变化规律；
四、论文结构和安排
本文预计包括以下结构：
第一章：绪论
介绍本研究的研究背景、目的和意义。
第二章：高超声速流动中气体相变的机理和特点
这一章主要介绍气体相变的机理、相变类型及其对高超声速流动的影响等方面。
第三章：相变对高超声速流动的影响机理和模型
这一章主要介绍建立高超声速相变模型、分析相变对流场性质、飞行器稳定性的影响机理。
第四章：数值模拟方法和结果
主要介绍ANSYSFluent的数值模拟方法，利用该模拟软件对高超声速相变流动的数值模拟，并对模拟结果进行分析和讨论。
第五章：结果分析与讨论
本章主要对比分析相变前后的不同流场性质、飞行器的稳定性等方面，分析相变对高超声速流动的影响规律。
第六章：总结与展望
本章对研究成果进行总结，展望未来的研究方向。
六、研究进度安排
项目进展安排：
2019年9月至2020年3月：文献综述、理论分析和数值模拟的方法研究；
2020年4月至2020年9月：对高超声速流动中气体相变的数值模拟；
2020年10月至2021年3月：对相变前后的不同流场性质、飞行器的稳定性等方面进行分析，编写论文。
七、研究经费预算
本项目主要涉及计算机模拟软件和相关图书、期刊、会议论文的购买和实验费用等。
八、参考文献
[1]TannoH,BaumJD.Effectsofphasechangeonhypersonicflowandheattransfer[J].JournalofThermophysicsandHeatTransfer,1997,11(1):115-121.
[2]LiuY,ZhaoTS.NumericalsimulationofcascademicrowaveheatingofsupercriticalCO2[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2008,51(7):1667-1677.
[3]ChenR,HuangZ,HuangL.Studyonthedynamicprocessofvaporcondensationintheshockcompressionflow[C]//29thInternationalSymposiumonShockWaves2:Volume2.Springer,Cham,2015:315-321.