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楔-前掠圆柱构型第Ⅱ类激波干扰气动热特性研究
1
作者
杨靖
崔凯
+3 位作者
田中伟
李广利
肖尧
常思源
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2815-2826,共12页
针对楔-前掠圆柱构型激波干扰,采用数值模拟和理论分析方法,研究了第Ⅱ类干扰下游流场结构和气动热特性随几何参数的变化规律.数值结果表明,在不同楔角和前掠角组合下,第Ⅱ类干扰下游形成了3种射流结构,分别是超声速、亚声速和跨声速射...
针对楔-前掠圆柱构型激波干扰,采用数值模拟和理论分析方法,研究了第Ⅱ类干扰下游流场结构和气动热特性随几何参数的变化规律.数值结果表明,在不同楔角和前掠角组合下,第Ⅱ类干扰下游形成了3种射流结构,分别是超声速、亚声速和跨声速射流.其中超声速射流会导致壁面热流大幅上升,亚声速和跨声速射流对壁面冲击较弱,壁面热流维持在较低水平.楔角是决定射流速度的重要因素,小楔角下产生对热流影响较大的超声速射流,大楔角下产生对热流影响较小的亚声速和跨声速射流.因此在一定参数范围内,增大楔角不仅不会造成热流上升,反而会因为射流变为亚声速造成热流减小.利用干扰区内局部均匀流动假设,对亚/超声速射流的产生条件进行了理论分析与数值验证.理论分析结果表明,亚声速和跨声速射流这两种产生热流较小的干扰类型在一定参数范围内普遍存在,在给定来流马赫数时,楔角越大时越容易产生亚声速或跨声速射流.由于采用了均匀流动假设,给定来流马赫数下理论分析得到的亚/超声速射流临界楔角略高于CFD结果,误差在1°左右.
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关键词
激
波
干扰
第Ⅱ类
干扰
气动热
亚声速射流
三维激波干扰
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职称材料
近轴对称内收缩流场中的激波干扰
被引量：
5
2
作者
姬隽泽
李祝飞
+1 位作者
张恩来
杨基明
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1-9,共9页
针对高超声速三维内转式进气道中的复杂曲面激波干扰问题,提炼出不同来流迎角下的内收缩直锥流场,采用激波风洞实验观测结合数值模拟的方法,高效揭示小幅偏离轴对称状态时,内收缩直锥流场中的激波汇聚效应及干扰机理。结果表明:在轴对...
针对高超声速三维内转式进气道中的复杂曲面激波干扰问题,提炼出不同来流迎角下的内收缩直锥流场,采用激波风洞实验观测结合数值模拟的方法,高效揭示小幅偏离轴对称状态时,内收缩直锥流场中的激波汇聚效应及干扰机理。结果表明:在轴对称情况下,即使内收缩直锥的前缘压缩角很小,由于汇聚效应,激波逐渐增强,在轴线上必然发生马赫反射并形成马赫盘,继而终止了激波的进一步汇聚增强;而在来流有迎角情况下,流场小幅度偏离轴对称后,表现出复杂的三维特征;沿流向迎风侧激波的汇聚增强比背风侧更快,在对称面上迎风侧和背风侧激波干扰的位置偏离轴线,并且可以发生规则反射;在对称面发生规则反射的情况下,激波反射后局部能够达到的压力比发生马赫反射的情况下马赫盘后的压力更高;随着内收缩直锥前缘压缩角的增大,对称面上发生规则反射时的临界迎角也呈现增大趋势。
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关键词
近轴对称流动
汇聚效应
马赫反射
规则反射
三维激波干扰
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职称材料
斜激波与内凹半圆柱面无粘相互作用
3
作者
闫波
洪雨婷
+1 位作者
李一鸣
李祝飞
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期99-113,共15页
针对三维内转式进气道流动中激波入射内凹壁面主导的复杂波系干扰问题,采用斜激波入射内凹半圆柱面的简化构型,在来流马赫数为6的条件下,通过无粘数值模拟结合理论分析,研究了激波角β_(i)=14°~29°的斜激波在内凹半圆柱面反...
针对三维内转式进气道流动中激波入射内凹壁面主导的复杂波系干扰问题,采用斜激波入射内凹半圆柱面的简化构型,在来流马赫数为6的条件下,通过无粘数值模拟结合理论分析,研究了激波角β_(i)=14°~29°的斜激波在内凹半圆柱面反射形成的三维流场。结果表明,流场对称面均会出现显著高于二维情况的逆压梯度。当β_(i)≤25°时,从侧壁到对称面,斜激波经历了从马赫反射(MR)到规则反射(RR)的转变,形成了MR-RR型流场,转变点处产生的桥激波向对称面延伸,桥激波在对称面反射后产生的压力峰值高于二维斜激波反射;当β_(i)≥25°时,斜激波在侧壁和对称面均发生马赫反射,形成了MR-MR型流场,两种马赫反射分界点处产生的桥激波向侧壁发展,侧壁气流在对称面相撞后产生的压力峰值高于正激波后的压力;当β_(i)=25°时,流场存在MR-RR型和MR-MR型双解现象。通过降维分析理论,揭示了两类流场中转变点和分界点的形成机制,并厘清了桥激波的产生原因和初期演化特征。当β_(i)≥18°时,无粘激波干扰所主导的侧壁气流加剧向对称面汇聚,并在对称面附近产生流向涡对。无粘分析获得的认识,有助于揭示内转式进气道中流动汇聚和流向涡对等现象的形成机理。
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关键词
内转式进气道
斜
激
波
内凹半圆柱面
三维激波干扰
马赫反射
规则反射
流向涡对
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职称材料
题名
楔-前掠圆柱构型第Ⅱ类激波干扰气动热特性研究
1
作者
杨靖
崔凯
田中伟
李广利
肖尧
常思源
机构
中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
中国科学院力学研究所宽域飞行工程科学与应用中心
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2815-2826,共12页
基金
中国科学院基础前沿科学研究计划资助项目(ZDBS-LY-JSC005).
文摘
针对楔-前掠圆柱构型激波干扰,采用数值模拟和理论分析方法,研究了第Ⅱ类干扰下游流场结构和气动热特性随几何参数的变化规律.数值结果表明,在不同楔角和前掠角组合下,第Ⅱ类干扰下游形成了3种射流结构,分别是超声速、亚声速和跨声速射流.其中超声速射流会导致壁面热流大幅上升,亚声速和跨声速射流对壁面冲击较弱,壁面热流维持在较低水平.楔角是决定射流速度的重要因素,小楔角下产生对热流影响较大的超声速射流,大楔角下产生对热流影响较小的亚声速和跨声速射流.因此在一定参数范围内,增大楔角不仅不会造成热流上升,反而会因为射流变为亚声速造成热流减小.利用干扰区内局部均匀流动假设,对亚/超声速射流的产生条件进行了理论分析与数值验证.理论分析结果表明,亚声速和跨声速射流这两种产生热流较小的干扰类型在一定参数范围内普遍存在,在给定来流马赫数时,楔角越大时越容易产生亚声速或跨声速射流.由于采用了均匀流动假设,给定来流马赫数下理论分析得到的亚/超声速射流临界楔角略高于CFD结果,误差在1°左右.
关键词
激
波
干扰
第Ⅱ类
干扰
气动热
亚声速射流
三维激波干扰
Keywords
shock interaction
typeⅡinteraction
aerodynamic heat
subsonic jet
3-D shock interaction
分类号
O354.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
近轴对称内收缩流场中的激波干扰
被引量：
5
2
作者
姬隽泽
李祝飞
张恩来
杨基明
机构
中国科学技术大学近代力学系
出处
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金项目(11872356,11772325,11621202)
文摘
针对高超声速三维内转式进气道中的复杂曲面激波干扰问题,提炼出不同来流迎角下的内收缩直锥流场,采用激波风洞实验观测结合数值模拟的方法,高效揭示小幅偏离轴对称状态时,内收缩直锥流场中的激波汇聚效应及干扰机理。结果表明:在轴对称情况下,即使内收缩直锥的前缘压缩角很小,由于汇聚效应,激波逐渐增强,在轴线上必然发生马赫反射并形成马赫盘,继而终止了激波的进一步汇聚增强;而在来流有迎角情况下,流场小幅度偏离轴对称后,表现出复杂的三维特征;沿流向迎风侧激波的汇聚增强比背风侧更快,在对称面上迎风侧和背风侧激波干扰的位置偏离轴线,并且可以发生规则反射;在对称面发生规则反射的情况下,激波反射后局部能够达到的压力比发生马赫反射的情况下马赫盘后的压力更高;随着内收缩直锥前缘压缩角的增大,对称面上发生规则反射时的临界迎角也呈现增大趋势。
关键词
近轴对称流动
汇聚效应
马赫反射
规则反射
三维激波干扰
Keywords
near-axisymmetric flow
convergence effect
Mach reflection
regular reflection
three-dimensional shock interactions
分类号
V211.48 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
O354.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
斜激波与内凹半圆柱面无粘相互作用
3
作者
闫波
洪雨婷
李一鸣
李祝飞
机构
中国科学技术大学工程科学学院近代力学系
出处
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期99-113,共15页
基金
国家自然科学基金(12172354,U21B6003)。
文摘
针对三维内转式进气道流动中激波入射内凹壁面主导的复杂波系干扰问题,采用斜激波入射内凹半圆柱面的简化构型,在来流马赫数为6的条件下,通过无粘数值模拟结合理论分析,研究了激波角β_(i)=14°~29°的斜激波在内凹半圆柱面反射形成的三维流场。结果表明,流场对称面均会出现显著高于二维情况的逆压梯度。当β_(i)≤25°时,从侧壁到对称面,斜激波经历了从马赫反射(MR)到规则反射(RR)的转变,形成了MR-RR型流场,转变点处产生的桥激波向对称面延伸,桥激波在对称面反射后产生的压力峰值高于二维斜激波反射;当β_(i)≥25°时,斜激波在侧壁和对称面均发生马赫反射,形成了MR-MR型流场,两种马赫反射分界点处产生的桥激波向侧壁发展,侧壁气流在对称面相撞后产生的压力峰值高于正激波后的压力;当β_(i)=25°时,流场存在MR-RR型和MR-MR型双解现象。通过降维分析理论,揭示了两类流场中转变点和分界点的形成机制,并厘清了桥激波的产生原因和初期演化特征。当β_(i)≥18°时,无粘激波干扰所主导的侧壁气流加剧向对称面汇聚,并在对称面附近产生流向涡对。无粘分析获得的认识,有助于揭示内转式进气道中流动汇聚和流向涡对等现象的形成机理。
关键词
内转式进气道
斜
激
波
内凹半圆柱面
三维激波干扰
马赫反射
规则反射
流向涡对
Keywords
Inward-turning inlet
Oblique shock wave
Concave cylinder
Three-dimensional shock in⁃teractions
Mach reflection
Regular reflection
Streamwise counter-rotating vortex pair
分类号
O357.42 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
楔-前掠圆柱构型第Ⅱ类激波干扰气动热特性研究
杨靖
崔凯
田中伟
李广利
肖尧
常思源
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
近轴对称内收缩流场中的激波干扰
姬隽泽
李祝飞
张恩来
杨基明
《实验流体力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
斜激波与内凹半圆柱面无粘相互作用
闫波
洪雨婷
李一鸣
李祝飞
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024
0
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