高超声速边界层转捩的几点认识

论文摘要

边界层转捩问题是高超声速飞行器研制过程中必须关注的关键问题之一,世界各航空航天大国都大力支持相关研究,且近几年的资助呈现增长趋势.本文结合风洞实验、数值模拟和理论分析,对该领域目前存在的一些热点问题开展了相关研究,并提出了自己的观点.(1)在Φ1 m高超声速风洞中得到了单位雷诺数、攻角和头部钝度对钝锥边界层转捩的影响规律.(2)头部钝度对高超声速边界层转捩的影响存在趋势反转现象,但国际学术界迄今尚未找到合理解释.本文提出应考虑前缘激波对自由流扰动的影响,同时应从钝前缘感受性和熵层效应两个角度研究这种反转现象.本文从这两个角度出发,通过直接数值模拟(DNS)和稳定性分析获得了一些初步结果.(3)在转捩后期,第二模态扰动波增长到一定阶段后会出现安静区,紧接着出现低频模态,本文通过DNS和模态分解等方法揭示了第二模态和低频模态之间的关系.(4)最后介绍一种新的饱和横流涡二次失稳模态,它的增长率与Z模态相当,但是由法向剪切引起,被命名为Y′模态.

论文目录

• 1 引言
• 2 参数影响规律
•   2.1 风洞实验概况
•   2.2 单位雷诺数影响实验
•   2.3 攻角影响实验
•   2.4 头部钝度影响实验
• 3 钝度影响趋势反转现象研究
• 4 转捩后期模态转换
• 5 横流二次失稳
• 6 总结

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈坚强,袁先旭,涂国华,陈久芬,张毅锋,徐国亮,童福林,万兵兵

关键词: 高超声速,边界层转捩,感受性,二次失稳,钝锥

来源: 中国科学:物理学 力学 天文学 2019年11期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,航空航天科学与工程

单位: 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室,中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所,中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所

基金: 国家重点研发计划(编号:2016YFA0401200),国家自然科学基金(编号:11772350,11872370)资助项目

分类号: V211

页码: 125-138

总页数: 14

文件大小: 4466K

下载量: 248