高超声速流动稳定性及转捩工程应用若干研究进展

发布时间：2024-03-03 15:22

　　流动稳定性及转捩是高超声速流动研究的热点和难点,近年来在理论基础研究方面取得了很大进展,但在工程应用方面还存在明显的不足。本文回顾了近年来高超声速流动稳定性及转捩在工程应用研究的若干进展,介绍了流动稳定性在复杂外形流、非平行流、局部突变流、强三维流方面的工程化拓展研究,总结了转捩预测e^N方法在感受性、积分方法、转捩判据、软件开发方面的工程化研究进展;结合风洞试验、弹道靶试验、飞行试验,对零迎角锥、椭圆锥、小迎角锥和大迎角锥的典型案例进行了应用;展望了高超声速流动稳定性和转捩在工程应用的未来。

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【部分图文】：

图1EEVn计算非平行流的结果[28]

实际工况中，飞行器上不可避免地存在铆钉、螺钉、焊点等表面局部凸起或凹陷，部件之间存在接缝、折角，或是为流动控制而人为设计的局部的粗糙元、冷却、吹吸、多孔壁、波纹壁等，这些都将引起流场的局部突变，基于缓变流场假设的稳定性分析方法不再适用，给转捩预测带来困难。考虑突变是局部的，扰动与....

图2局部散射法示意图[31]

考虑突变是局部的，扰动与突变作用后将产生散射波[30]。黄章峰等[31]提出了局部散射法（简称LSA）来定量考虑局部突变对稳定性的影响。如图2所示，在局部突变附近，基本流沿流向变化剧烈，扰动不再满足行进波的形式，但远离突变的上游和下游扰动的演化仍满足线性稳定性理论。如果忽略局部突....

图3局部散射方法计算局部突变流的结果[31]

图3给出了LSA与LST、DNS、实验的对比结果，可以看出LSA的结果与DNS和实验的定量一致，而LST的结果偏差很大，说明LSA很好地刻画了流场局部突变对稳定性的影响。如果采用LSA事先对典型局部突变进行参数化研究，得到各种参数下的传递系数，那么就可以采用光滑流场预测加局部修正....

图5不同积分方法得到的N值结果[38]

图5给出了后掠钝板流动不同积分方法得到的N值，可以看出不同方法计算得到的结果定量一致，但新方法无需迭代，操作简单，效率高，适用于一般三维流动。2.4理性的转捩判据

本文编号：3917985