微尺度涡流发生器尾迹涡的发展及其对激波边界层干涉的控制
本文关键词: 微尺度涡流发生器 激波边界层干涉 流动控制 出处:《工程热物理学报》2016年02期 论文类型:期刊论文
【摘要】:采用数值模拟的方法研究了超音速流动中斜坡型、双排斜坡型和分裂斜坡型三种不同微尺度涡流发生器诱导的尾迹涡耗散过程和发展轨迹,并对比分析了不同结构涡流发生器布置对激波边界层干涉的控制作用效果。研究结果表明,研究的三种涡流发生器结构诱导的逆旋涡之间具有相互弱化作用。双排斜坡型涡流发生器诱导的逆旋涡之间的弱化作用最强,斜坡型涡流发生器次之,分裂斜坡型涡流发生器诱导的逆旋涡之间的弱化趋势最弱,涡量更易在下游边界层中得到保持。涡流发生器产生的逆旋涡在互相诱导的作用下逐渐向远离壁面边界层的方向移动,分裂斜坡型和双排斜坡型涡流发生器的尾迹涡远离壁面的运动轨迹均较斜坡型涡流发生器的尾迹涡更为平缓。双排斜坡型涡流发生器的尾迹涡远离壁面的趋势更显著弱于分裂斜坡型涡流发生器,有利于保持尾迹涡在边界层内部,提升边界层的抗分离能力。在两种因素综合作用下,双排斜坡型涡流发生器对激波边界层相互作用具有最优的控制效果,分裂斜坡型涡流发生器的控制效果次之。
[Abstract]:The wake vortex dissipation process and development trajectory induced by three kinds of micro-scale eddy current generators in supersonic flow are studied by numerical simulation method including slope type, double row slope type and split slope type. The effects of vortex generator arrangement on shock wave boundary layer interference are compared and analyzed. The interaction between the vortex induced by the structure of the three kinds of vortex generator is weak. The weakening effect of the vortex induced by the double-row sloping vortex generator is the strongest, followed by the slope vortex generator. The weakening tendency of the reverse vortex induced by split slope vortex generator is the weakest. The vorticity is easier to be maintained in the downstream boundary layer, and the vortex generated by the vortex generator gradually moves away from the wall boundary layer under the interaction of each other. The track of wake vortex far away from wall of split slope type vortex generator and double row slope type vortex generator is slower than that of slope type vortex generator, and the trend of wake vortex of double row slope type vortex generator is more obvious than that of slope type vortex generator. It is significantly weaker than the split slope vortex generator. It is beneficial to keep wake vortex inside the boundary layer and improve the anti-separation ability of the boundary layer. Under the combined action of two kinds of factors the double-row slope vortex generator has the optimal control effect on the interaction of shock wave boundary layer. The control effect of split slope vortex generator is second.
【作者单位】: 中国科学院工程热物理研究所;中国科学院大学;中国科学院轻型动力重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(No.2010CB227302) 国家自然科学基金(No.51206162)
【分类号】:O354.3
【正文快照】: 0引言 激波与边界层干涉是超音速流动中一种常见的气动现象。激波与边界层的相互干涉一方面会导致激波结构的改变,另一方面,激波带来的强逆压梯度会改变边界层厚度,同时可以使边界层内部速度分布发生扭曲。这些改变不仅增加了边界层分离的可能性,还会进一步造成压力恢复系数减
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,本文编号:1449936
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