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TSTO并联分离激波/边界层干扰流动特性分析
1
作者 范孝华 张庆虎 +2 位作者 罗磊 林敬周 唐志共 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期87-97,I0002,共12页
针对两级入轨飞行器的缩比模型,通过试验与数值模拟相结合的方式,在马赫数6条件下开展典型级间距状态的激波/边界层干扰流场研究,详细分析干扰区壁面及空间的流动结构与特性。结果表明:试验中模型壁面边界层在激波入射之前为层流状态,... 针对两级入轨飞行器的缩比模型,通过试验与数值模拟相结合的方式,在马赫数6条件下开展典型级间距状态的激波/边界层干扰流场研究,详细分析干扰区壁面及空间的流动结构与特性。结果表明:试验中模型壁面边界层在激波入射之前为层流状态,在强激波干扰后迅速转捩为湍流状态,因此试验结果在第一道激波作用结束之前与层流计算结果吻合,而在第一道激波作用结束之后与湍流计算结果一致;激波/边界层干扰呈现复杂的三维流动特征和明显的开放结构,强激波在壁面形成的高压区呈弧状向下游展开,轨道级头部产生的入射激波在级间来回反射,强度依次递减;同时,干扰区内存在展向弯曲的主分离线与再附线、沿流向排列的二次分离线与再附线、流动剪切形成的旋涡结构以及包括鞍点、结点、焦点在内的临界点;层流边界层受到激波作用形成的分离区明显大于湍流边界层,同时开放特征更为显著。 展开更多
关键词 两级入轨飞行器 激波/边界层干扰 三维流动特征 开放结构 干扰区
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基于局部粒子投放的压缩拐角激波/边界层干扰流动控制研究
2
作者 许耀宇 李鑫 +2 位作者 谭慧俊 黄河峡 张悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期105-114,共10页
为探究局部粒子投放这种新型流动控制方法在控制激波/边界层干扰(SWBLI)诱导分离上的可行性,针对二维压缩拐角模型,利用数值模拟的方法探究了局部粒子投放对于SWBLI诱导分离的控制机理与控制规律。结果表明:在分离区上游壁面注入的固体... 为探究局部粒子投放这种新型流动控制方法在控制激波/边界层干扰(SWBLI)诱导分离上的可行性,针对二维压缩拐角模型,利用数值模拟的方法探究了局部粒子投放对于SWBLI诱导分离的控制机理与控制规律。结果表明:在分离区上游壁面注入的固体粒子会给近壁低速流体注入动量,使分离区上游边界层形状因子减小;同时,由于波后粒子的弛豫效应,粒子也会进一步给流体注入动量。在以上两个因素的共同作用下,SWBLI诱导分离的尺寸得到了显著减小。研究结果还表明:投入的粒子无量纲流量S_(L)越大(以基准流场边界层流量为参考),粒径D_(P)越小,所获得的分离控制效果越好。在使用S_(L)=0.12,D_(P)=0.5μm的TiO_(2)粒子进行流动控制时,分离点和再附点间的无量纲流向距离由未控制时的4.85缩减为控制后的1.77,后者仅为前者的36.5%,控制效果良好。 展开更多
关键词 局部粒子投放 激波/边界层干扰 流动分离 流动控制 数值模拟
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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：18
3
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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高超声速激波/边界层干扰流动数值模拟研究 被引量：10
4
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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激波/边界层干扰流动数值模拟格式的应用研究 被引量：2
5
作者 肖志祥 陈海昕 +1 位作者 李凤蔚 符松 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期800-805,共6页
通过 Newton类型的伪时间子迭代格式实现第 n时间层至第 n+ 1时间层的精确推进 ,发展了一种具有二阶时间精度、全隐式 LU- SGS- τTS方法求解雷诺平均 Navier- Stokes方程组( RANS) ;同时还对比了显式四步 R- K- τTS和原始 LU- SGS方... 通过 Newton类型的伪时间子迭代格式实现第 n时间层至第 n+ 1时间层的精确推进 ,发展了一种具有二阶时间精度、全隐式 LU- SGS- τTS方法求解雷诺平均 Navier- Stokes方程组( RANS) ;同时还对比了显式四步 R- K- τTS和原始 LU- SGS方法的计算结果。采用改进的Jameson中心、Van Leer和 Roe格式对 N- S方程组的对流项进行空间离散 ;迎风格式通过MUSCL插值提高格式精度 ,并采用光滑且连续可微的通量限制器消除求解过程中的数值振荡。利用上述时间方法和空间格式进行组合 ,分别对二维翼型、三维机翼激波 /边界层干扰流动中的几个极具挑战性的状态进行模拟 ,通过结果相互间及与实验结果的对比 。 展开更多
关键词 τTS(pseudo-time sub-iteration)方法 激波/边界层干扰 MUSCL(Monotone UPSTREAM Centered Scheme for CONSERVATION Laws)
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跨声速和超声速流中激波/边界层干扰数值模拟 被引量：6
6
作者 谭杰 金捷 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期394-400,共7页
对SST湍流模型中的Bradshaw常数a1进行了修正,并对跨声速和超声速流中激波/边界层干扰进行了数值模拟研究,空间离散采用二阶精度差值的低耗散通量分裂格式(LDFSS),时间离散采用对称高斯-赛德尔(SGS)算法。结果表明:在跨声速流动中,计算... 对SST湍流模型中的Bradshaw常数a1进行了修正,并对跨声速和超声速流中激波/边界层干扰进行了数值模拟研究,空间离散采用二阶精度差值的低耗散通量分裂格式(LDFSS),时间离散采用对称高斯-赛德尔(SGS)算法。结果表明:在跨声速流动中,计算得到的壁面压力分布、分离区长度和速度剖面都与实验值吻合较好,而且很好地模拟了典型的λ激波结构;在超声速流动中,修正后模型的计算精度较原始模型有了较大改善,计算得到壁面压力分布和分离点的位置都和实验值吻合较好。 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 数值仿真 剪切应力输运湍流模型
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非定常运动下的激波/边界层干扰分离特性研究 被引量：1
7
作者 赵云飞 刘伟 +1 位作者 刘绪 邓小刚 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期610-617,共8页
采用高精度数值方法求解非定常雷诺平均N-S方程和单自由度强迫俯仰运动方程,研究二维压缩拐角模型在等速抬头/低头和周期性俯仰振动等运动方式下的非定常激波/边界层干扰问题,考察角速度、振幅和频率等参数对分离区非定常变化规律的影... 采用高精度数值方法求解非定常雷诺平均N-S方程和单自由度强迫俯仰运动方程,研究二维压缩拐角模型在等速抬头/低头和周期性俯仰振动等运动方式下的非定常激波/边界层干扰问题,考察角速度、振幅和频率等参数对分离区非定常变化规律的影响。结果表明,压缩拐角等速抬头运动时分离区减小、等速低头运动时分离区增大,周期性俯仰振动时分离点、再附点以及分离区大小的变化都与模型振动频率相同。与相同来流条件下定姿态计算对比分析表明,压缩拐角壁面运动产生的非定常迟滞作用使分离区大小变化减慢,俯仰振动振幅对分离区大小变化影响较大、而对变化的相位影响较小,而振动频率的改变对分离区大小变化的相位影响很大、对分离区大小影响较小。 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 分离流动 压缩拐角 姿态运动 非定常雷诺平均N-S方程
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超声速气流中激波/边界层干扰微射流控制研究进展 被引量：2
8
作者 徐浩 杜兆波 +1 位作者 钟翔宇 黄伟 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2022年第4期83-90,共8页
激波/边界层干扰现象在超声速流场中不可避免,这种现象的存在会对超声速飞行器内外流场产生一系列的不利影响。所以,对激波/边界层干扰现象进行控制是十分必要的。微射流主动流动控制方法近年来已成为流动控制领域的研究热点。本文梳理... 激波/边界层干扰现象在超声速流场中不可避免,这种现象的存在会对超声速飞行器内外流场产生一系列的不利影响。所以,对激波/边界层干扰现象进行控制是十分必要的。微射流主动流动控制方法近年来已成为流动控制领域的研究热点。本文梳理了近年来微射流主动流动控制方法对激波/边界层干扰控制的相关研究进展,综合分析了影响单孔微射流和微射流阵列控制效果的因素,并对目前研究的不足和发展前景进行了探讨,以期对相关研究提供参考。 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 流动分离 微射流 流动控制 涡对 流场 超声速飞行器
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激波/边界层干扰对等离子体合成射流的响应特性 被引量：8
9
作者 王宏宇 李军 +3 位作者 金迪 代辉 甘甜 吴云 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期209-221,共13页
利用高速纹影系统和数值模拟方法研究了激波/边界层干扰对逆流喷射的等离子体合成射流的响应特性,并揭示了流动控制机理.实验在来流马赫数Ma=3.1的风洞中进行,测试模型采用钝头体和压缩斜坡的组合模型,等离子体合成射流激励器安装在钝... 利用高速纹影系统和数值模拟方法研究了激波/边界层干扰对逆流喷射的等离子体合成射流的响应特性,并揭示了流动控制机理.实验在来流马赫数Ma=3.1的风洞中进行,测试模型采用钝头体和压缩斜坡的组合模型,等离子体合成射流激励器安装在钝头体头部.纹影系统捕捉了放电频率为f=1 kHz和f=3 kHz的激励对附体激波形态和分离激波运动的控制效果.等离子体合成射流使压缩斜坡激波/边界层干扰区域的起始点向下游移动,分离泡尺寸减小,附体激波强度减弱,发生弯曲,再附点移向上游,与此同时分离激波向附体激波逼近.与f=3 kHz激励相比,f=1 kHz激励的射流流量更大,对激波/边界层干扰的影响范围更广、控制效果更好.通过数值模拟,揭示了射流与来流相互作用对下游流场的作用机理:射流与来流相互作用诱导出大尺度旋涡,大尺度旋涡耗散发展增强了近壁面流场的湍流度;压缩斜坡上游近壁面的流场性质发生变化,进而导致了压缩斜坡激波/边界层干扰区域流动的变化. 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 等离子体合成射流 高速纹影 流动控制
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压缩拐角激波/边界层干扰的可压缩湍流模型研究 被引量：3
10
作者 宋友富 徐晶磊 +2 位作者 张扬 白俊强 李蒙 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期281-288,共8页
为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题,抓住可压缩流动中的密度变化特性,利用构造的可压缩Von Karman尺度,基于KDO(Kinetic Dependent Only)湍流模型,发展出可压缩湍流模型CKDO(Compressible Kinetic Dependent Only)。通过对8°,16&#... 为研究压缩拐角激波/边界层干扰问题,抓住可压缩流动中的密度变化特性,利用构造的可压缩Von Karman尺度,基于KDO(Kinetic Dependent Only)湍流模型,发展出可压缩湍流模型CKDO(Compressible Kinetic Dependent Only)。通过对8°,16°,20°和24°压缩拐角算例的数值模拟,测试了其对可压缩、激波/边界层干扰这一湍流难题的求解能力。计算结果表明,总体上CKDO模型对壁面压力和壁面摩擦阻力系数的捕捉能力优于其它模型,并且随着压缩拐角角度的增大,其描述该流动的能力更加突出。CKDO模型在24°压缩拐角处计算的分离区大小仅比实验大10%左右,明显比其它模型结果好。这表明CKDO模型在模拟激波/边界层干扰这一类流动中有较好的适用性。 展开更多
关键词 超声速流动 压缩拐角 可压缩修正 激波/边界层干扰 湍流模型
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“人字形小肋”对激波/边界层干扰的影响研究 被引量：1
11
作者 王刚 文波 +1 位作者 张扣立 杨彦广 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期27-34,共8页
在曼彻斯特大学跨声速风洞开展激波/边界层干扰及"人字形小肋"对其影响的实验研究。在马赫数1.85流场条件下,应用高速纹影、油流、皮托压力测量和基于压敏漆的壁面压力测量技术,研究"人字形小肋"流动控制方法对激波... 在曼彻斯特大学跨声速风洞开展激波/边界层干扰及"人字形小肋"对其影响的实验研究。在马赫数1.85流场条件下,应用高速纹影、油流、皮托压力测量和基于压敏漆的壁面压力测量技术,研究"人字形小肋"流动控制方法对激波/边界层干扰的流动分离结构与尺寸、压力分布特性与波系特征等影响。结果显示激波/边界层干扰诱发流动分离,分离区呈现三维特征,在"人字形小肋"的作用下,分离线呈现"波浪"形且整体向上游移动,干扰区流向尺寸增大,分离区高度减小且长度略增大,再附区的压力极值降低,这些特征与叶片、尖楔等微涡发生器的影响趋势相反。下一步工作中,拟针对"人字形小肋"开展参数优化研究,"人字形小肋"可能成为降低激波/边界层干扰诱发的高热流载荷的有效方法。 展开更多
关键词 人字形小肋 激波/边界层干扰 流动控制 风洞实验 压敏漆
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电弧放电等离子体激励控制超声速压气机叶栅激波/边界层干扰仿真研究 被引量：2
12
作者 盛佳明 张海灯 +2 位作者 吴云 唐孟潇 高丽敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2228-2236,共9页
为研究电弧放电等离子体激励对超声速压气机叶栅激波/边界层干扰的控制作用,建立了模拟等离子体激励作用效果的唯象学模型,进一步以ARL-SL19超声速叶栅为对象,通过数值仿真研究了电弧放电等离子体与叶栅通道内部流动的相互作用及其对叶... 为研究电弧放电等离子体激励对超声速压气机叶栅激波/边界层干扰的控制作用,建立了模拟等离子体激励作用效果的唯象学模型,进一步以ARL-SL19超声速叶栅为对象,通过数值仿真研究了电弧放电等离子体与叶栅通道内部流动的相互作用及其对叶栅流动损失的影响。结果表明:等离子体唯象学模型能够较好模拟电弧放电等离子体诱导产生冲击波的气动特性。电弧放电等离子体激励对叶栅通道内部流动主要具有三种作用效果:在放电区,注入的热量会产生阻塞效应,增加近壁面气流的流动损失;在激波/边界层相互作用区,能够改变激波系结构,减小激波损失;在尾迹区,冲击波会诱导产生脱落涡。 展开更多
关键词 等离子体 流动控制 超声速叶栅 激波/边界层干扰 数值仿真
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高能电弧等离子体激励控制双压缩拐角激波/边界层干扰实验研究 被引量：3
13
作者 张传标 梁华 +3 位作者 郭善广 杨鹤森 刘诗敏 张东盛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期208-223,共16页
超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的... 超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的双压缩拐角构型,开展了高能流向脉冲电弧放电阵列调控双压缩拐角激波/边界层干扰的实验研究,并对激励流场的高速纹影图像进行了空间梯度阈值处理和均方根处理。结果显示,在激励的作用下两道分离激波的强度均减弱,验证了利用高能流向脉冲电弧放电阵列控制双压缩拐角激波/边界层干扰的可行性。在分析控制效果的基础上,获得了在不同构型拐角的流场中前驱冲击波列和控制气泡的演化规律,结合控制效果的时序特征,最终揭示了高能流向脉冲电弧放电阵列作用于双压缩拐角激波/边界层干扰的前驱控制和接续控制的接力控制机理。 展开更多
关键词 流动控制 阵列式 脉冲电弧放电 激波/边界层干扰 等离子体气动激励
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射频放电等离子体激励对激波/边界层干扰的控制效果 被引量：1
14
作者 蔡帮煌 宋慧敏 +2 位作者 郭善广 张海灯 盛佳明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1839-1848,共10页
在空气静止、气压为12 kPa(对应超声速风洞试验段的气压)条件下,研究射频放电等离子体的光谱特性;在马赫数为2的超声速来流中,研究射频放电等离子体激励对激波/边界层干扰非定常性的控制效果.实验结果表明:在相同的激励频率下,随着加载... 在空气静止、气压为12 kPa(对应超声速风洞试验段的气压)条件下,研究射频放电等离子体的光谱特性;在马赫数为2的超声速来流中,研究射频放电等离子体激励对激波/边界层干扰非定常性的控制效果.实验结果表明:在相同的激励频率下,随着加载功率的增大,表征电子温度的相对光谱强度增大,而表征振动温度和电子密度的相对光谱强度基本保持不变;保持加载功率不变,随着激励频率的增大,表征电子温度的相对光谱强度先增大后减小,而表征振动温度和电子密度的相对光谱强度没有明显变化.在未施加激励时,激波振荡的主导频率为低频;在施加射频放电等离子体激励后,激波低频振荡减弱,高频振荡增强,激波特征频率从低频转向高频,再附边界层出现高能量漩涡结构. 展开更多
关键词 射频表面放电 等离子体激励 发射光谱 激波/边界层干扰 特征频率
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结合次流控制的壁面鼓包对激波/边界层干扰的控制方法研究 被引量：1
15
作者 程代姝 张悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期528-537,共10页
为了对超声速、高超声速进气道内激波/边界层干扰现象进行有效控制,提出了一种结合次流控制的壁面鼓包控制激波/边界层干扰的方法,并对相关流动机理及参数影响规律进行了研究。结果表明:将次流控制与壁面鼓包相结合,利用鼓包前后存在的... 为了对超声速、高超声速进气道内激波/边界层干扰现象进行有效控制,提出了一种结合次流控制的壁面鼓包控制激波/边界层干扰的方法,并对相关流动机理及参数影响规律进行了研究。结果表明:将次流控制与壁面鼓包相结合,利用鼓包前后存在的压差,将激波入射导致的分离区内的低能流引入鼓包下方的引流腔,在减少分离包内低能流的同时,促进分离包的再附着,有效地缩小了激波入射导致的边界层分离,改善了通道内的流动状态,降低了流动损失。同时,将引流腔中的气流从鼓包下游的吹气缝中喷出,对当地边界层起到了一定的能量补充效果,并避免了捕获流量的损失。相较于现有的壁面鼓包控制方案,结合次流控制后可以在较大激波入射范围内实现对激波/边界层干扰的控制,通道出口的总压恢复系数的最大改善幅度可以达到5%以上。此外,将引气缝布置在鼓包迎风面,并且当单条引气缝的宽度和间距固定不变,而引气缝总宽度和单条引气缝宽度之比不大于3时,可以获得较好的控制效果。 展开更多
关键词 超声速/高超声速进气道 激波/边界层干扰 次流控制 壁面鼓包
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唇罩激波/边界层干扰的壁面鼓包/次流循环组合控制方法研究 被引量：1
16
作者 程代姝 张悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1744-1752,共9页
为了对超声速、高超声速进气道内多道连续唇罩激波/边界层干扰现象进行有效控制,提出了一种壁面鼓包/次流循环的组合控制方法,并对相关流动机理及参数影响规律进行了研究。结果表明:通过小尺度鼓包迎风侧弱压缩波束的预增压效应,实现对... 为了对超声速、高超声速进气道内多道连续唇罩激波/边界层干扰现象进行有效控制,提出了一种壁面鼓包/次流循环的组合控制方法,并对相关流动机理及参数影响规律进行了研究。结果表明:通过小尺度鼓包迎风侧弱压缩波束的预增压效应,实现对第一道唇罩激波/边界层干扰的控制;同时,在压差力的驱动下,鼓包下游第二道唇罩激波作用导致的边界层分离包内的低能流进入次流循环装置,并从上游压缩面上的吹气缝喷出,实现对第二道唇罩入射激波的控制。在鼓包与次流循环装置的共同作用下,两道唇罩激波产生的边界层分离被有效隔离并分别控制。同时,本控制方案不会造成进气道捕获流量的损失。相较于无控制方案,鼓包/次流循环组合控制方案可以在来流马赫数为3.95~6.95内实现对多道连续唇罩激波/边界层干扰的控制,改善内通道中的流动,提高进气道的总压恢复性能,最大改善幅度可以达到15.7%。此外,为保证控制效果,应选择合适的吹气缝和引气缝位置。 展开更多
关键词 超声速/高超声速进气道 唇罩激波/边界层干扰 边界层分离 壁面鼓包/次流循环
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基于记忆合金的可变形涡流发生器控制唇罩激波/边界层干扰研究 被引量：7
17
作者 张悦 高婉宁 程代姝 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2755-2763,共9页
为了对超声速进气道口部唇罩激波/边界层干扰进行有效的控制,提出了一种基于记忆合金的可变形大长高比涡流发生器,并通过风洞实验验证了该方案的可行性和控制效果。结果表明:在记忆合金的驱动下,大长高比的涡流发生器可以实现自主变形,... 为了对超声速进气道口部唇罩激波/边界层干扰进行有效的控制,提出了一种基于记忆合金的可变形大长高比涡流发生器,并通过风洞实验验证了该方案的可行性和控制效果。结果表明:在记忆合金的驱动下,大长高比的涡流发生器可以实现自主变形,并且其变形量与设计值吻合较好,在没有外界气流干扰条件下涡流发生器尾缘变形高度与设计值的相对误差为3%,在风洞吹风条件下,变形完成的涡流发生器尾缘高度与设计值的误差为5.4%。在大长高比的可变形涡流发生器控制下,进气道入口因唇罩激波/边界层干扰导致的边界层分离包被有效控制,其被分割破碎为多个沿展向分布的小尺度分离包。同时,涡流发生器尾部诱导的旋涡增强了分离包内的低能流与主流的掺混,促使分离气流迅速再附。当进气道在马赫3.8工作时,进气道出口的总压恢复系数从无控制时的0.557提升至0.603。 展开更多
关键词 超声速进气道 形状记忆合金 涡流发生器 激波/边界层干扰
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不同喷流对激波/边界层干扰控制特性对比 被引量：1
18
作者 侯淋 王登攀 《气体物理》 2022年第3期38-44,共7页
采用数值模拟的方法对比研究了定常、方波脉冲、正弦脉冲这3种喷流对Ma=2流动激波/边界层干扰的控制效果,分析了不同喷流方式对受控流动流场结构、压力分布的影响.结果表明,不同喷流方式都能够实现对受控流动的有效控制,可以增大激波距... 采用数值模拟的方法对比研究了定常、方波脉冲、正弦脉冲这3种喷流对Ma=2流动激波/边界层干扰的控制效果,分析了不同喷流方式对受控流动流场结构、压力分布的影响.结果表明,不同喷流方式都能够实现对受控流动的有效控制,可以增大激波距离,减弱激波强度,减小激波发生器壁面压力.在控制效果方面,定常喷流效果最佳,方波脉冲喷流效果次之,但定常喷流所需要的质量流量也最大,方波脉冲质量流量次之.3种喷流的控制效果与所需质量流量的关系表明,控制收益的增加随着质量流率的增大而减小. 展开更多
关键词 激波/边界层干扰 流动控制 喷流 数值模拟
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侧板边界层对正激波/边界层干扰特性影响的数值模拟研究
19
作者 王子运 谭慧俊 张悦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期112-121,共10页
为了研究外压式进气道处于临界工况时结尾正激波同时与压缩面和侧板上边界层的相互干扰,专门设计了三组具有不同前伸长度侧板的简化构型作为研究对象,利用数值模拟手段评估了侧板边界层厚度对正激波/边界层干扰特性的影响。仿真结果表明... 为了研究外压式进气道处于临界工况时结尾正激波同时与压缩面和侧板上边界层的相互干扰,专门设计了三组具有不同前伸长度侧板的简化构型作为研究对象,利用数值模拟手段评估了侧板边界层厚度对正激波/边界层干扰特性的影响。仿真结果表明,当没有侧板边界层参与干扰时流动呈现较好的准二维特性,但当侧板边界层参与干扰后将形成较强的角区干扰结构,该角区三维干扰结构与对称面上的准二维干扰结构存在此消彼长的关系。此外,波系的空间形态也将由"准二维λ波"结构变为"双λ波+角区压缩波"结构,波系形态的改变则进一步导致壁面回流区分布以及摩擦力线拓扑结构变得更加复杂。 展开更多
关键词 正激波/边界层干扰 结尾激波 侧板边界层 三维效应 角区分离
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基于大涡模拟的压缩拐角激波/边界层干扰研究
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作者 王礼旭 仲冬冬 +1 位作者 葛宁 杨荣菲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1032-1041,共10页
为了提高对激波/边界层相互干扰的基本理解,采用大涡模拟(LES)对来流马赫数Ma=2.9,转角为24°的压缩拐角激波与湍流边界层相互干扰进行了研究。采用回收/调节方法作为入口湍流生成技术,并在超声速平板湍流边界层上进行了验证。采用... 为了提高对激波/边界层相互干扰的基本理解,采用大涡模拟(LES)对来流马赫数Ma=2.9,转角为24°的压缩拐角激波与湍流边界层相互干扰进行了研究。采用回收/调节方法作为入口湍流生成技术,并在超声速平板湍流边界层上进行了验证。采用涡识别方法和数值纹影图等流动显示方法,研究了干扰区内激波与边界层相互干扰的结构变化特征。通过对比分析湍动能和雷诺正应力在不同流向位置的分布规律,研究表明:经过激波干扰后湍动能主要集中在边界层的外层,并在拐角附近形成一个低湍动能区;雷诺正应力流向分量和法向分量在边界层内的分布呈现为单峰结构,而展向分量呈现为双峰结构。运用间歇因子对分离激波的大尺度流向运动进行研究,发现激波围绕着平均分离点作前后运动,运动的尺度等于进口湍流边界层厚度的72%。证实了拐角下游G?rtler流向涡对的存在,并对其展向分布和空间演化特性进行了详细研究。 展开更多
关键词 激波/边界层相互干扰 可压缩湍流 大涡模拟 激波运动 Gortler涡
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