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得到许可的 未经许可 需要身份验证 发布人:德古意特出版社 2018年4月5日

用单点方法模拟超音速/高超音速边界层转捩

  • 雷乔 , 白俊强 , 徐家宽 , 徐静蕾 电子邮件徽标 杨章

摘要

在超音速和高超音速飞机的气动外形设计过程中,层流设计和边界层转捩预测在气动热数值模拟和气动热防护设计中起着重要作用。因此,在本研究中,结合稳定性理论的分析结果,建立了一个适用于高速层流-湍流过渡流的计算流体动力学兼容过渡闭合模型。该模型包含两个传输方程,用局部变量描述过渡机制。具体来说,选择层流脉动的涡粘性和间歇因子作为特征参数,并用输运方程进行建模。考虑到超音速/高超音速条件下的主要不稳定模式,通过层流自相似边界层分析,使用局部变量对第一和第二模式进行建模。然后,应用本过渡模型,并对压缩性进行修正k个-ω剪切应力输送湍流模型。因此,作为当前工作的主要意义,本模型能够捕捉超调现象并预测过渡起始位置。最后,将使用本模型的预测结果与几个有良好记录的流动案例的风洞实验结果进行了比较,以验证所提出的过渡湍流模型。

PACS系统:47.10年

致谢:

这项工作得到了国家基础研究计划(2014CB744804)和国家青年科学基金(11602199)的支持。作者感谢中国科学院力学研究所的李新亮提供OpenCFD-EC代码。我们还感谢清华大学航空航天工程学院傅嵩教授团队的王亮,感谢他对超音速层分离-气泡诱导转变建模提出的宝贵建议。作者还要感谢宾夕法尼亚州立大学航空航天工程系的James G.Coder和Mark D.Maughmer,他们就边界层边缘速度的局部估计和形状因子进行了有益的讨论。

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收到:2017-01-12
认可的:2017-05-25
在线发布:2018-04-05
印刷出版:2018-06-26

©2018 Walter de Gruyter GmbH,柏林/波士顿

2024年9月25日从下载https://www.degruyter.com/doile/10.1515/ijnsnsns-2017-0011.html
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