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高超声速尖锥边界层流动稳定性的子波分析与互双谱分析
中文名称: 高超声速尖锥边界层流动稳定性的子波分析与互双谱分析
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论文编号: 4128654收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Wavelet Analysis and Cross Bispectrum Analysis of Flow Instability for Hypersonic Sharp Cone Boundary Layer
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 流体力学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 高超声速 尖锥边界层 流动稳定性 转捩 子波分析 双谱分析 互双谱分析
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论文摘要: 高超声速边界层的不稳定性和转捩是航空航天的关键基础问题之一(略)界层从层流转捩成为湍流,可以使航天器壁面摩擦阻力和壁面热流大幅度增加,从而对航天器的姿态控制、燃料消耗、结构设计和热防护产生重要影响.本文在自由来流马赫数6的高超声速风洞中对半锥角5°的尖锥高超声速边界层稳定性和转捩进行了实验研究,在尖锥表面沿母线安装了28(略)温度传感器,测量壁面瞬时脉动热流通量沿尖锥一条母线轴向的分布. 本文提出了一种基于子波变换的研究高超声速边界层稳定性和转捩的新方法.对测量得到的壁面瞬时脉动热流信号进行多尺度连续(略)信号进行子波谱、双谱和互双谱综合分析,并且利用条件采样和相位平均的方法分析了信号中第一、第二模态不稳定扰动沿流向的发展. 本文对瞬时脉动热流信号进行连续子波变换,发现子波系数的一些局部极大值的尺度范围是200KHz到300KHz,对应了第二模态(略)态扰动沿流向不断发展,在测点X=480mm处转捩达到峰值.条件采样方法利用子波系数为指标,从信号中提取不稳定扰动信号.利用相位平均技术得到第二模态不稳(略)波形,扰动的幅值先增长后下降且波形发生变化,从不对称变得对称. ...
Hypersonic boundary layer instability and transition is one of the key fundamental (omitted)o aeronautic and astronautic engineering as it is characterized by att(omitted)reases in wall heat transfer and skin(omitted)drag of hypersonic vehicles. These increases have significant impacts on the performance control, fuel consumption, structural design and thermal p(omitted)system of hypersonic vehicles. Experimental inves(omitted)f hypersonic boundary layer instability on a 5°half-angle sharp cone is perf...
目录:
中文摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
第1章 引言第8-21页
  ·层流——湍流转捩研究概述第8-11页
  ·高超声速边界层流动稳定性及转捩的理论和数值研究第11-15页
    ·高超声速边界层转捩的概述第11-13页
    ·高超声速边界层转捩的理论分析与数值计算研究第13-15页
  ·高超声速边界层转捩的实验研究第15-18页
  ·子波分析在高超声速边界层转捩研究中的应用第18-20页
  ·本文的工作第20-21页
第2章 实验设备与实验方法第21-27页
  ·实验设备第21-22页
  ·实验模型和实验状态第22-23页
  ·实验技术和数据采集第23-27页
    ·炮风洞瞬态测试技术第23页
    ·铂膜电阻传感器原理第23-26页
    ·数据采集第26-27页
第3章 连续子波变换及其相关谱分析第27-40页
  ·子波分析的基本理论第27-34页
    ·子波概念第27-29页
    ·子波变换第29-30页
    ·功率谱的定义和时频分析第30-32页
    ·连续子波变换在本文中的应用第32-34页
  ·双谱分析理论及应用第34-37页
    ·高阶矩谱和高阶累积量谱的定义第34-36页
    ·双谱的定义第36页
    ·双谱分析的应用第36-37页
  ·子波域双谱分析第37-40页
    ·基于连续子波函数的能谱分析第37页
    ·基于连续子波函数的双谱分析第37-38页
    ·基于连续子波函数的互双谱分析第38-40页
第4章 高超声速尖锥边界层壁面脉动热流信号的多尺度子波分析与相关谱分析第40-62页
  ·高超声速尖锥边界层壁面脉动热流信号子波分析第40-45页
  ·基于子波系数的高超声速扰动信号检测和扰动特征波形提取第45-54页
    ·基于子波系数的高超声速扰动信号检测第46-49页
    ·基于子波系数的高超声速扰动特征波形提取第49-52页
    ·谱空间中不稳定扰动发展的细节第52-54页
  ·基于连续子波变换的双谱(Bispectrum)分析第54-57页
  ·基于连续子波变换的互双谱(Cross-Bispectrum)分析第57-62页
第5章 结论与展望第62-64页
  ·本文主要结论第62-63页
  ·本文创新点第63页
  ·今后工作的展望第63-64页
参考文献第64-72页
发表论文和参加科研情况说明第72-73页
致谢第73页
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