激波-边界层干扰 激波-边界层干扰是激波与边界层将发生的相互作用。跨声速绕流中翼面上的局部激波与边界层将发生相互作用。在一定的激波强度下,激波前后的压力梯度导致边界层分离,将严重恶化飞行器跨声速气动特性和飞行操控性能,产生诸如激波振动、抖振和气动载荷振荡现象。
图4、可压缩湍流边界层的纹影显示(Phantom M310, 1000fps,曝光时间1微秒)。 图4中的纹影视频展示了一个跨音速风洞底板上自由发展的湍流边界层。此处的主流马赫数接近1.0,因为在视场尾部可以看到因为壁面的接缝处小台阶产生的微弱激波。该湍流边界层厚度约为30mm。可以非常容易地区分边界层与主流,边界层内部充满了细小...
如果遇到壁面边界层,激波的作用类似于给边界层施加一个突然的逆压梯度,这将会严重改变边界层的流动特征等。如果激波较强,激波与边界层的干扰会使波后边界层出现分离,同时还会导致流动发生较强的非定常性以及局部区域的强热传导,这些都会严重影响飞行器的性能。所以研究激波与边界层干扰机理,必然对预测边界层转捩位置...
激波边界层干扰(SWBLI: Shock Wave Boundary Layer Interaction)是跨音速,超音速和高超音速空气动力学领域的一个基础性问题。自20世纪50年代起,科学家们逐渐意识到SWBLI对于飞行器(运输机,战斗机,火箭,巡航导弹等)性能的影响,包括激波产生的波阻,流动分离引起的阻力增加,低频压力脉动载荷,热负荷等。随之便有了跨越几...
摘要: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...
关键词:激波/边界层干扰,高阶方法,通量重构,格子玻尔兹曼通量求解器,基于熵的自适应滤波方法 一、研究背景 飞行器在超声速和高超声速情况下,激波/干扰问题(SWBLI)是其最普遍也最具挑战性的问题,其复杂的流动影响了飞行器的气动力以及气动...
雷诺数(Re)对于流动影响巨大,之前我们已经通过纹影观察了Re数对射流状态的影响,随着Re数的增大,射流逐渐从层流转变为湍流。那么Re数对激波边界层干扰(SWBLI)也会有影响吗?答案当然是一定的。 1.雷诺数 雷诺数是一个重要的流体力学无量纲参数,它的定义如下: ...
激波和边界层都是气流流过物体表面时的流动现象,激波与边界层相遇时相互作用,激波对边界层的局部产生突然压缩,将不可避免会发生激波/边界层干扰,从而在物体表面及附近空间内形成复杂的流动干扰现象,激波与边界层干扰的现象存在于跨声速或超声速物体绕流中。
我们通常所说的激波与边界层干扰是指激波的逆压梯度引起的边界层分离和再附以及激波的分叉等。这可以分成两种情况:一种是定常激波——边界层干扰,另一种是非定常激波——边界层的干扰。从研究的方法上,又可分为实验研究、理论分析及数值模拟。激波与边界层干扰的现象是由Ferri(1939)首先发现的。他在超音速风洞的...