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激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术
1
作者 黄伟 吴瀚 +2 位作者 钟翔宇 杜兆波 柳军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期49-61,共13页
从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控... 从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控制技术,加速控制方式智能化,可作为新一代高超声速飞行器宽速域飞行的重要技术手段。具体来说,就是通过调节外加激励对高超声速飞行器不同区域实现局部流动加/减速、气动热防护、气动控制等功能,根据流场参数建立控制反馈回路,自适应调整局部流场结构,以满足工程实际需求。 展开更多
关键词 自适应流动控制 激波/湍流边界层干扰 高超声速飞行器 自主决策 分离 热流峰值
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激波与湍流边界层干扰流动的马赫数效应
2
作者 吴正园 高振勋 +3 位作者 陈新民 蒋崇文 李椿萱 葛航 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3484-3494,共11页
激波与湍流边界层相互干扰(SWTBLI)现象可诱导形成复杂的流场结构和气动力热分布特性,其干扰机制和影响机理至今仍未被充分掌握。为分析超/高超声速SWTBLI流动的机理,开展了来流马赫数为3、5、11条件下压缩拐角流动的直接数值模拟(DNS)... 激波与湍流边界层相互干扰(SWTBLI)现象可诱导形成复杂的流场结构和气动力热分布特性,其干扰机制和影响机理至今仍未被充分掌握。为分析超/高超声速SWTBLI流动的机理,开展了来流马赫数为3、5、11条件下压缩拐角流动的直接数值模拟(DNS)研究。结果显示,SWTBLI使干扰区内的速度、压强等物理量的脉动显著增强,且增强幅值随来流马赫数升高而增大;同时,上游边界层中的温度、压强等物理量的脉动也随来流马赫数的增大而增强。在SWTBLI作用下,流动的可压缩效应明显增强,干扰区内压力膨胀项和膨胀耗散项不再可忽略。在高超声速条件下,上游边界层中的压力膨胀项和膨胀耗散项也比较重要。此外,SWTBLI诱导的壁面压强平均值和脉动均方根值的分布存在共性。在所有来流马赫数下,干扰区内的壁面压强脉动相比上游边界层均显著增强,并形成明显的峰值。流动发生显著分离时,将分别形成位于平均分离点和再附点附近的壁面压强脉动峰值。 展开更多
关键词 激波与湍流边界层相互干扰 高超声速流动 可压缩湍流 直接数值模拟 分离流
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压缩拐角强激波边界层干扰直接数值模拟研究 被引量：2
3
作者 郭同彪 张吉 李新亮 《空天防御》 2024年第2期29-35,共7页
激波/湍流边界层干扰是高超声速飞行中常见的流动现象,平板-压缩拐角存在于飞行器进气道、翼舵等,是研究激波/湍流边界层干扰的标准构型。采用直接数值模拟方法研究了马赫数6.0、40°压缩拐角的高超声速强激波/湍流边界层干扰问题... 激波/湍流边界层干扰是高超声速飞行中常见的流动现象,平板-压缩拐角存在于飞行器进气道、翼舵等,是研究激波/湍流边界层干扰的标准构型。采用直接数值模拟方法研究了马赫数6.0、40°压缩拐角的高超声速强激波/湍流边界层干扰问题。在上游湍流边界层内,近壁流动以高低速条带结构为主;当流动进入干扰区后,流向条带消失,同时形成具有三维特征的流动结构。在强激波作用下,分离长度超过10个边界层厚度。流动再附后,壁面摩阻、压力及其脉动峰值分别达到上游湍流边界层的8.9、36和124倍。干扰区内湍动能强度显著增加,其峰值是边界层峰值的6.4倍。研究发现激波运动、分离剪切层是湍动能强度增加的主要原因。 展开更多
关键词 激波/湍流边界层干扰 直接数值模拟 流动结构 流动分离 湍动能
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激波-边界层-分离流相互干扰三维湍流的数值模拟 被引量：2
4
作者 韩振学 方韧 纪永春 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期144-148,共5页
本文采用数值方法求解时间相关三维可压缩雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组，模拟激波—边界层—分离流相互干扰三维湍流流动。湍流模型为Ｂａｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ两层代数模型，改进后用于三维内流问题。采用单元中心有限体... 本文采用数值方法求解时间相关三维可压缩雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组，模拟激波—边界层—分离流相互干扰三维湍流流动。湍流模型为Ｂａｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ两层代数模型，改进后用于三维内流问题。采用单元中心有限体积法离散流场控制方程，ＶａｎＬｅｅｒ矢通量格式计算无粘通量，中心差分法计算粘性通量，ＬＵＳＧＳ时间推进格式计算定常流场。本文以二元跨音速扩压器内三流动为算例，数值模拟较强激波—边界层—分离流相互干扰维湍流流动，并与实验结果进行了比较。数值模拟结果，在激波强度、分离点位置和再附点位置等方面，与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 激波 边界层 分离流 相互作用 数值模拟 湍流
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求解激波/边界层相互干扰问题的有限体积方法 被引量：1
5
作者 董威 范绪箕 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期140-142,共3页
提出了一种高效的求解二维激波／边界层相互作用问题的算法．应用该方法分析了超音速绕压缩拐角的流动情况，与有关实验数据比较，结果令人满意．本算法采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对时间进行离散，湍流采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ... 提出了一种高效的求解二维激波／边界层相互作用问题的算法．应用该方法分析了超音速绕压缩拐角的流动情况，与有关实验数据比较，结果令人满意．本算法采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对时间进行离散，湍流采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型．本算法可以推广到其他激波／边界层相互干扰的问题． 展开更多
关键词 激波 边界层 有限体积法 湍流 飞行器 相互作用
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一种新的运动激波——非定常边界层相互干扰现象 被引量：1
6
作者 董志勇 韩肇元 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2002年第1期44-49,共6页
本文探讨了一种新的激波——非定常边界层相互干扰现象。这种激波——边界层干扰现象既不同于定常激波——边界层干扰现象,又不同于激波在端面反射后与该激波所诱导的边界层之间的干扰现象,而是运动激波与稀疏波和第一激波所诱导的非定... 本文探讨了一种新的激波——非定常边界层相互干扰现象。这种激波——边界层干扰现象既不同于定常激波——边界层干扰现象,又不同于激波在端面反射后与该激波所诱导的边界层之间的干扰现象,而是运动激波与稀疏波和第一激波所诱导的非定常边界层之间的干扰现象。本文对这种现象用激波动力学理论进行分析,并把这种干扰现象看成激波的绕射现象,同时在稀疏波破膜的双驱动激波管中进行实验观察。最后把理论分析与实验观察进行了比较。 展开更多
关键词 运动激波 稀疏波 非定常边界层 干扰 双驱动激波管
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双垂直楔交叉激波与转捩边界层干扰
7
作者 易淼荣 张若凌 +3 位作者 岳茂雄 李莉 任虎 赵慧勇 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期17-28,共12页
针对超声速双垂直楔构型产生的交叉激波与转捩边界层干扰现象,结合风洞试验与数值模拟进行了深入研究。试验在中国空气动力研究与发展中心Φ600 mm脉冲燃烧风洞中开展,来流马赫数3.0,单位雷诺数2.1×10^(6)m^(-1),获得了流场纹影、... 针对超声速双垂直楔构型产生的交叉激波与转捩边界层干扰现象,结合风洞试验与数值模拟进行了深入研究。试验在中国空气动力研究与发展中心Φ600 mm脉冲燃烧风洞中开展,来流马赫数3.0,单位雷诺数2.1×10^(6)m^(-1),获得了流场纹影、壁面压力和壁面热流。结果表明:受交叉激波逆压梯度作用,层流边界层在激波交汇附近分离,并在干扰区迅速转捩;在上游安装斜坡型涡流发生器或粗糙带,诱导边界层在干扰前转捩为湍流,分离区被有效抑制,干扰区热流明显下降(热流峰值下降超过25%)。数值模拟和风洞试验得到的激波结构、壁面压力吻合良好,但壁面热流计算值明显大于试验值。对比转捩模型和湍流模型计算结果发现:明显偏高的湍流黏性系数是RANS方法在非分离区过高预测干扰区热流的主要原因。 展开更多
关键词 交叉激波 激波边界层干扰 湍流 转捩
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一种进气道内激波/边界层干扰控制的新方法及其流动机理 被引量：19
8
作者 张悦 谭慧俊 +1 位作者 张启帆 程代姝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期265-274,共10页
针对高超声速进气道内经常存在的激波/边界层干扰现象,提出了一种基于可变形壁面鼓包的激波/边界层干扰控制概念,并对相关流动机理及参数影响规律进行了细致研究,结果表明:可变形鼓包通过其迎风侧的预增压作用,外凸段膨胀波束对反射激... 针对高超声速进气道内经常存在的激波/边界层干扰现象,提出了一种基于可变形壁面鼓包的激波/边界层干扰控制概念,并对相关流动机理及参数影响规律进行了细致研究,结果表明:可变形鼓包通过其迎风侧的预增压作用,外凸段膨胀波束对反射激波的削弱作用,以及膨胀波束对边界层气流的加速作用来对激波/边界层干扰现象进行抑制;当激波入射点位于鼓包背风侧膨胀波区时,鼓包对边界层分离的抑制效果明显,并且适当增加鼓包高度可增加其抑制效果;对于鼓包迎风侧型线,在设计时应尽量采用较小的内凹段曲率,同时在外凸段上其最大曲率点应尽量与激波入射点靠拢,而对于背风侧型线的设计则应选择相近的外凸段和内凹段曲率较为合适。 展开更多
关键词 高超声速进气道 激波/边界层干扰控制 可变形鼓包 数值模拟
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激波与转捩边界层干扰非定常特性数值分析 被引量：17
9
作者 童福林 李新亮 唐志共 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期93-104,共12页
激波与边界层干扰的非定常问题是高速飞行器气动设计中基础研究内容之一.以往研究主要针对层流和湍流干扰,在分离激波低频振荡及其内在机理方面存在着上游机制和下游机制两类截然不同的理论解释.分析激波与转捩边界层干扰下非定常运动... 激波与边界层干扰的非定常问题是高速飞行器气动设计中基础研究内容之一.以往研究主要针对层流和湍流干扰,在分离激波低频振荡及其内在机理方面存在着上游机制和下游机制两类截然不同的理论解释.分析激波与转捩边界层干扰下非定常运动现象有助于进一步加深理解边界层状态以及分离泡结构对低频振荡特性的影响规律,为揭示其产生机理指出新的方向.采用直接数值模拟方法对来流马赫数2.9,24?压缩拐角内激波与转捩边界层干扰下激波的非定常运动特性进行了数值分析.通过在拐角上游平板特定的流向位置添加吹吸扰动激发流动转捩,使得进入拐角的边界层处于转捩初期阶段.在验证了计算程序可靠性的基础上,详细分析了转捩干扰下激波运动的间歇性和振荡特征,着重研究了分离泡展向三维结构对激波振荡特性的影响规律,最后还初步探索了转捩干扰下激波低频振荡产生的物理机制.研究结果表明:分离激波的非定常运动仍存在强间歇性和低频振荡特征,其时间尺度约为上游无干扰区内脉动信号特征尺度的10倍量级;分离泡展向三维结构不会对分离激波的低频振荡特征产生实质影响.依据瞬态脉动流场的低通滤波结果,转捩干扰下激波低频振荡的诱因来源于拐角干扰区下游,与流场中分离泡的收缩/膨胀运动存在一定的关联. 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 转捩 低频振荡 低通滤波 直接数值模拟
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高超声速激波/边界层干扰流动数值模拟研究 被引量：13
10
作者 龚安龙 刘周 +1 位作者 杨云军 周伟江 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期767-771,共5页
在基于Roe格式的全Navier-Stokes方程计算流体力学(CFD)代码中,发展了一种局部熵修正方法,克服了传统熵修正方法在边界层流动模拟中耗散过大的缺点,可用于更加准确的模拟激波/边界层干扰的复杂高超声速流动。对典型高超声速双锥边界层... 在基于Roe格式的全Navier-Stokes方程计算流体力学(CFD)代码中,发展了一种局部熵修正方法,克服了传统熵修正方法在边界层流动模拟中耗散过大的缺点,可用于更加准确的模拟激波/边界层干扰的复杂高超声速流动。对典型高超声速双锥边界层分离与激波干扰的复杂流动进行了模拟,研究了网格密度和熵修正方法耗散性对计算结果的影响。研究表明:高超声速双锥边界层分离与激波干扰流动的数值模拟结果对网格具有很强的敏感性,过稀的网格将产生严重的分离流动预测偏差;低耗散性的局部熵修正方法能更加准确地模拟复杂的高超声速激波与边界层分离流动干扰现象。 展开更多
关键词 计算流体力学 高超声速 激波/边界层干扰 熵修正 网格敏感性
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超燃进气道激波/湍流边界层干扰 被引量：10
11
作者 潘宏禄 李俊红 沈清 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1172-1178,共7页
针对超燃进气道湍流边界层/激波干扰引起的分离问题,采用基于5阶WENO数值格式的大涡模拟(LES)方法开展流场湍流非定常预测,旨在分析进气道湍流化技术实现进气道起动的可行性。研究表明,平板激波/湍流边界层干扰(STBLI)问题,LES方法能够... 针对超燃进气道湍流边界层/激波干扰引起的分离问题,采用基于5阶WENO数值格式的大涡模拟(LES)方法开展流场湍流非定常预测,旨在分析进气道湍流化技术实现进气道起动的可行性。研究表明,平板激波/湍流边界层干扰(STBLI)问题,LES方法能够清晰、可靠预测反射、分离激波形成过程及激波与充分发展湍流边界层的相互干扰,定量结果与试验一致;进气道研究方面,层流状态下,激波干扰产生强分离,导致进气道堵塞,而采用湍流化控制后试验和计算均表明流场分离明显减小,流场稳定且无明显堵塞现象,进气道可以起动,总压恢复系数达到要求,该结果表明,利用强湍流化减弱分离,实现进气道起动思想是可行的。 展开更多
关键词 湍流 超声速边界层 激波 湍流干扰 进气道 大涡模拟
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激波边界层的相互作用对扰动波传播的影响 被引量：6
12
作者 袁湘江 涂国华 +1 位作者 张涵信 沈清 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期22-27,共6页
利用线性稳定性理论和直接数值模拟研究了带有入射斜激波的、来流马赫数Ma=4.5条件下的平板边界层的失稳特性。重点考察了在由于激波边界层相互干扰,平板边界层上形成分离区,又进而产生激波、膨胀波和旋涡等复杂流动现象的流场上游,引... 利用线性稳定性理论和直接数值模拟研究了带有入射斜激波的、来流马赫数Ma=4.5条件下的平板边界层的失稳特性。重点考察了在由于激波边界层相互干扰,平板边界层上形成分离区,又进而产生激波、膨胀波和旋涡等复杂流动现象的流场上游,引入小扰动的TS波后,扰动波传播通过带有这些复杂流动现象的流场时,扰动波的发展变化特点。通过对流场中扰动波(包括基本波和衍生波)演化特征的分析,研究分离和激波等复杂流动现象对平板边界层稳定性的影响特点。数值模拟发现,激波的出现不同于一般的压缩波,在亚声速区与超声速区对扰动波演化的影响是不同的,此外,分离对扰动有稳定作用。 展开更多
关键词 激波与边界层相互干扰 线性稳定性理论 直接数值模拟
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二维高超声速进气道内激波-边界层相互作用 被引量：6
13
作者 黄舶 李祝飞 +2 位作者 贾立超 杨基明 罗喜胜 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1084-1089,共6页
在多级压缩二维高超声速进气道中,激波边界层相互作用在前后两级压缩面交界的折角处会诱发壁面流动的分离,导致分离泡的产生.压缩面折角位置产生的激波与唇口处边界层相互作用,同样会诱发明显的壁面流动分离.这些分离现象均存在较为明... 在多级压缩二维高超声速进气道中,激波边界层相互作用在前后两级压缩面交界的折角处会诱发壁面流动的分离,导致分离泡的产生.压缩面折角位置产生的激波与唇口处边界层相互作用,同样会诱发明显的壁面流动分离.这些分离现象均存在较为明显的动态特征和空间结构上的不稳定性,对进气道内流场及起动性能存在一定的影响.这里主要利用改进的高速纹影系统对二维二级压缩进气道内的流动结构进行观测及分析,揭示了分离流动的细节结构以及演化过程.在此基础上,采用改变壁面粗糙度以促进边界层转捩、壁面添加扰流器促进边界层内掺混流动等措施改变边界层流动状况,观察边界层控制对分离流动的影响,并取得了初步的结果. 展开更多
关键词 高超声速进气道 激波-边界层相互作用 流动分离 流动控制
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高超音速后掠激波与边界层干扰流场特性 被引量：7
14
作者 王世芬 王宇 刘鹏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1993年第9期A449-A454,共6页
应用表面油流和液晶温度显示，表面热流率的压力测量四种测试技术，在Ｍａ∞＝７．８、单位长度雷诺数Ｒｅ∞＝３．５×１０＾７／ｍ条件下，研究了３０°迎角尖前缘翼面诱导激波和湍流边界层干扰流场特性，结果表明，表面流动... 应用表面油流和液晶温度显示，表面热流率的压力测量四种测试技术，在Ｍａ∞＝７．８、单位长度雷诺数Ｒｅ∞＝３．５×１０＾７／ｍ条件下，研究了３０°迎角尖前缘翼面诱导激波和湍流边界层干扰流场特性，结果表明，表面流动是准锥型；在强相互作用下，流动发生了二次分离和再附，导致表面油流线的流向角、温度、热流率和压力分布均出现明显的凹坑。 展开更多
关键词 激波 边界层 干扰 高超音速流动
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面向内流的激波/边界层湍流模型数据同化及应用
15
作者 杨茂桃 郭明明 +3 位作者 田野 易淼荣 乐嘉陵 张华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期44-55,共12页
为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题和机器学习方法在湍流模型参数辨识中的有效性,提出一种面向内流的激波/边界层湍流模型数据同化方法,以Kriging代理模型传播参数不确定量化过程,基于贝叶斯框架构建似然函数作为评判标准,最后利用粒... 为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题和机器学习方法在湍流模型参数辨识中的有效性,提出一种面向内流的激波/边界层湍流模型数据同化方法,以Kriging代理模型传播参数不确定量化过程,基于贝叶斯框架构建似然函数作为评判标准,最后利用粒子群优化算法近似获取参数的最大似然估计并进行参数验证。结果表明,通过校准大角度(24°)压缩拐角获取的湍流模型参数,可以应用到相同条件下相对较小的小角度(20°,16°和8°)压缩拐角,获取的壁面压力、摩阻系数和速度剖面均与试验值基本吻合。在Ma=2.85下校准的壁面压力,均方根误差由60.29%下降到16.56%。将大角度下获取的参数应用到Ma=2.9和不同的入射边界层厚度的条件下,获取的壁面压力和速度剖面仍与试验值基本吻合,验证了小范围马赫数内湍流模型参数的适用性。 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 数据同化 SST湍流模型 贝叶斯优化 参数辨识 普适性分析
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高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究 被引量：18
16
作者 童福林 李欣 +1 位作者 于长平 李新亮 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期197-208,共12页
高超声速激波与湍流边界层干扰会导致飞行器表面出现局部热流峰值,严重影响飞行器气动性能和飞行安全.针对高马赫数激波干扰问题,以往数值研究多采用雷诺平均方法,而在直接数值模拟方面的相关工作较为少见.开展高超声速激波与湍流边界... 高超声速激波与湍流边界层干扰会导致飞行器表面出现局部热流峰值,严重影响飞行器气动性能和飞行安全.针对高马赫数激波干扰问题,以往数值研究多采用雷诺平均方法,而在直接数值模拟方面的相关工作较为少见.开展高超声速激波与湍流边界层干扰的直接数值模拟研究,有助于进一步提升对其复杂流动机理认识和理解,同时也将为现有湍流模型和亚格子应力模型的改进提供理论依据.采用直接数值模拟方法对来流马赫数6.0,34?压缩拐角内激波与湍流边界层的干扰问题进行了研究.基于雷诺应力各向异性张量,分析了高超声速湍流边界层在压缩拐角内的演化特性.通过对湍动能输运方程的逐项分析,系统地研究了可压缩效应对湍动能及其输运的影响机制.采用动态模态分解方法,探讨了干扰流场的非定常运动历程.研究结果表明,随着湍流边界层往下游发展,近壁湍流的雷诺应力状态由两组元轴对称状态逐渐演化为两组元状态,外层区域则由轴对称膨胀趋近于各向同性.干扰流场内存在强内在压缩性效应(声效应),其对湍动能输运的影响主要体现在压力-膨胀项,而对膨胀-耗散项影响较小.高超声速下压缩拐角内的非定常运动仍存在以分离泡膨胀/收缩为特征的低频振荡特性,其物理机制与分离泡剪切层密切相关. 展开更多
关键词 高超声速 激波湍流边界层干扰 直接数值模拟 湍动能 低频振荡
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激波/边界层相互作用诱导的激波风洞气体污染问题 被引量：6
17
作者 李进平 冯珩 姜宗林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期289-296,共8页
应用多组分NS方程和频散可控耗散格式(DCD)计算了爆轰驱动激波风洞中反射激波/边界层/接触面的相互作用过程,分析了驱动气体与试验气体在壁面射流作用下的掺混机制及其对风洞试验时间的影响.为了延长风洞的试验时间,提出在风洞贮室内增... 应用多组分NS方程和频散可控耗散格式(DCD)计算了爆轰驱动激波风洞中反射激波/边界层/接触面的相互作用过程,分析了驱动气体与试验气体在壁面射流作用下的掺混机制及其对风洞试验时间的影响.为了延长风洞的试验时间,提出在风洞贮室内增设环形隔板,以隔离壁面射流,延长风洞试验时间的方法.计算结果表明:环形隔板确实可以限制驱动气体与试验气体的过早掺混,显著增加激波风洞的有效试验时间. 展开更多
关键词 激波风洞 反射激波/边界层相互作用 试验气体污染
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一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源被动控制 被引量：8
18
作者 苏纬仪 张堃元 金志光 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期738-743,共6页
为了探索一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源、被动控制方法,采用有限体积法计算流体力学程序,分别对压缩拐角和激波入射平板两种典型流动的附面层分离进行了无源被动控制的数值研究。数值结果表明,新型无源被动控制方法消除了20... 为了探索一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源、被动控制方法,采用有限体积法计算流体力学程序,分别对压缩拐角和激波入射平板两种典型流动的附面层分离进行了无源被动控制的数值研究。数值结果表明,新型无源被动控制方法消除了20°压缩拐角流动所产生的分离泡;对激波入射平板所诱导的附面层分离,采用的自适应无源控制方法可将分离区长度减小为无控制时的58%、总压恢复可比无控制时提高7.2%、x=0.85m截面最大回流速度较无控制时减小了69.3%。从而验证了无源被动抑制控制激波-边界层相互作用的可行性。 展开更多
关键词 激波-边界层相互作用 被动控制 自适应控制
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激光散射技术在高超声速激波与边界层干扰试验中的应用 被引量：3
19
作者 李明 易仕和 +1 位作者 祝智伟 李志辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期79-83,共5页
加强高超声速激波/边界层干扰研究是飞行器研制中一个非常重要的问题。通过解决高超声速试验流场激光散射光信号微弱的问题、流场示踪粒子与试验主气流均匀混合等问题,成功地将基于纳米粒子的平面激光散射技术运用于高超声速激波/边界... 加强高超声速激波/边界层干扰研究是飞行器研制中一个非常重要的问题。通过解决高超声速试验流场激光散射光信号微弱的问题、流场示踪粒子与试验主气流均匀混合等问题,成功地将基于纳米粒子的平面激光散射技术运用于高超声速激波/边界层干扰研究。作为引导性试验,在高超声速低密度风洞中,在马赫数为5Ma、前室总压为1.0×105Pa的试验条件下,对压缩拐角模型与钝锥模型进行了试验,获得了这两种模型绕流流场图像。随后,在前述试验条件下,对高超声速斜激波与平板边界层相互作用引起的边界层转捩流场结构进行了研究,获得了转捩位置、滑移线及湍流演变过程,表明基于纳米粒子的平面激光散射技术在高超声速边界层流场结构研究方面具有较好的应用前景。此外,还开展了马赫数为10Ma的试验研究,分析了存在的问题与下一步解决措施。 展开更多
关键词 纳米示踪粒子 平面激光散射 流场诊断 高超声速 激波边界层干扰
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气膜冷却对激波与边界层相互作用影响的数值模拟 被引量：3
20
作者 侯伟涛 乔渭阳 罗华龄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期555-560,共6页
针对跨声速平面叶栅中气膜冷却对流场的影响,采用数值模拟的方法,分析了激波和边界层的相互作用及引入气膜冷却之后三者之间的影响。结果表明,由于激波形成的逆压力梯度导致边界层出现分离现象,在引入冷却射流以后被部分抑制,流场细节... 针对跨声速平面叶栅中气膜冷却对流场的影响,采用数值模拟的方法,分析了激波和边界层的相互作用及引入气膜冷却之后三者之间的影响。结果表明,由于激波形成的逆压力梯度导致边界层出现分离现象,在引入冷却射流以后被部分抑制,流场细节显示在原分离处新形成了两个方向相反的分离旋涡。保持冷却条件不变,随着孔间距的减小,边界层分离现象被抑制的效果更加明显,平面叶栅热力损失系数逐渐减小。当孔径和孔间距之比达到0.67时,相对于没有引入气膜冷却的情况,热力损失系数降低了13%。冷气流量对射流和主流相互作用流场影响显著,冷气出口局部超声速区域显著增大流场损失,降低冷却效果。 展开更多
关键词 气膜冷却 激波 边界层 相互作用 数值仿真
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