伸缩变构对高超声速边界层中Mack模态演化的影响
文献类型：会议论文
| 作者 | 蒋根瑞; 董明; 赵磊 |
| 出版日期 | 2024-08-09 |
| 会议日期 | 2024-08-09 |
| 会议地点 | 中国黑龙江哈尔滨 |
| 关键词 | 变构飞行器 边界层转捩 高超声速 局部散射 |
| 页码 | 373 |
| 英文摘要 | 大空域、宽速域、跨流域的天地往返飞行器是未来航天运输系统的发展方向。为适应在不同速域下的高效飞行,表面变构成为一种潜在可行的解决途径。对变构飞行器设计而言,为了精准预测摩阻及热流,关键在于对边界层从层流向湍流转捩的准确预测,然而转捩与变构效应耦合将大大增加气动性能的预测难度。因此,系统地研究变构效应对边界层内扰动演化的影响至关重要。本文针对典型的伸缩式变构方式,研究伸缩平板对马赫数5.92的高超声速边界层中扰动演化的影响。首先,采用调和线性化Navier-Stokes方程(HLNS)计算Mack模态在修正平均流中的演化。结果显示,表面变构对Mack模态的影响包含两种方式:一是伸缩点附近快变平均流导致扰动的局部散射,扰动幅值出现跳跃;二是下游平均流速度变化引起扰动模态增长率的修正。其次,本文基于大雷诺数渐近方法,发展了定量刻画伸缩效应对Mack模态影响的理论模型,引入放大系数来量化表面变构的影响程度。发现在最不稳定第二模态频率附近存在一个临界频率,高于该频率的Mack模态被伸长效应促进,而低于该频率的则被伸长效应抑制,缩短效应对扰动幅值的影响与之相反。此外,增大伸缩速度将引起更大的平均流修正,进而使扰动的演化更加偏离未伸缩壁面状态。最后,为了验证了理论模型的准确性,将渐近预测的结果与HLNS进行比较,结果表明当雷诺数较大时,理论预测与数值结果吻合较好。 |
| 资助机构 | 国家自然科学基金(92371104,U20B2003,11988102);; 中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-087) |
| 会议录 | 第十三届全国流体力学学术会议摘要集（下）
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| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/97886]  |
| 专题 | 力学研究所_非线性力学国家重点实验室 |
| 作者单位 | 1.天津大学机械工程学院力学系 2.中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蒋根瑞,董明,赵磊. 伸缩变构对高超声速边界层中Mack模态演化的影响[C]. 见:. 中国黑龙江哈尔滨. 2024-08-09. |
入库方式： OAI收割
来源：力学研究所
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