激波/边界层相互作用诱导的激波风洞气体污染问题 被引量：6

1

作者 李进平 冯珩 姜宗林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期289-296,共8页

应用多组分NS方程和频散可控耗散格式(DCD)计算了爆轰驱动激波风洞中反射激波/边界层/接触面的相互作用过程,分析了驱动气体与试验气体在壁面射流作用下的掺混机制及其对风洞试验时间的影响.为了延长风洞的试验时间,提出在风洞贮室内增... 应用多组分NS方程和频散可控耗散格式(DCD)计算了爆轰驱动激波风洞中反射激波/边界层/接触面的相互作用过程,分析了驱动气体与试验气体在壁面射流作用下的掺混机制及其对风洞试验时间的影响.为了延长风洞的试验时间,提出在风洞贮室内增设环形隔板,以隔离壁面射流,延长风洞试验时间的方法.计算结果表明:环形隔板确实可以限制驱动气体与试验气体的过早掺混,显著增加激波风洞的有效试验时间. 展开更多

关键词 激波风洞 反射激波/边界层相互作用 试验气体污染

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二维高超声速进气道内激波-边界层相互作用 被引量：7

2

作者 黄舶 李祝飞 +2 位作者 贾立超 杨基明 罗喜胜 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1084-1089,共6页

在多级压缩二维高超声速进气道中,激波边界层相互作用在前后两级压缩面交界的折角处会诱发壁面流动的分离,导致分离泡的产生.压缩面折角位置产生的激波与唇口处边界层相互作用,同样会诱发明显的壁面流动分离.这些分离现象均存在较为明... 在多级压缩二维高超声速进气道中,激波边界层相互作用在前后两级压缩面交界的折角处会诱发壁面流动的分离,导致分离泡的产生.压缩面折角位置产生的激波与唇口处边界层相互作用,同样会诱发明显的壁面流动分离.这些分离现象均存在较为明显的动态特征和空间结构上的不稳定性,对进气道内流场及起动性能存在一定的影响.这里主要利用改进的高速纹影系统对二维二级压缩进气道内的流动结构进行观测及分析,揭示了分离流动的细节结构以及演化过程.在此基础上,采用改变壁面粗糙度以促进边界层转捩、壁面添加扰流器促进边界层内掺混流动等措施改变边界层流动状况,观察边界层控制对分离流动的影响,并取得了初步的结果. 展开更多

关键词 高超声速进气道 激波-边界层相互作用 流动分离 流动控制

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一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源被动控制 被引量：9

3

作者 苏纬仪 张堃元 金志光 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期738-743,共6页

为了探索一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源、被动控制方法,采用有限体积法计算流体力学程序,分别对压缩拐角和激波入射平板两种典型流动的附面层分离进行了无源被动控制的数值研究。数值结果表明,新型无源被动控制方法消除了20
... 为了探索一种抑制激波-边界层相互作用的新型无源、被动控制方法,采用有限体积法计算流体力学程序,分别对压缩拐角和激波入射平板两种典型流动的附面层分离进行了无源被动控制的数值研究。数值结果表明,新型无源被动控制方法消除了20°压缩拐角流动所产生的分离泡;对激波入射平板所诱导的附面层分离,采用的自适应无源控制方法可将分离区长度减小为无控制时的58%、总压恢复可比无控制时提高7.2%、x=0.85m截面最大回流速度较无控制时减小了69.3%。从而验证了无源被动抑制控制激波-边界层相互作用的可行性。 展开更多

关键词 激波-边界层相互作用 被动控制 自适应控制

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气膜冷却对激波与边界层相互作用影响的数值模拟 被引量：3

4

作者 侯伟涛 乔渭阳 罗华龄 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期555-560,共6页

针对跨声速平面叶栅中气膜冷却对流场的影响,采用数值模拟的方法,分析了激波和边界层的相互作用及引入气膜冷却之后三者之间的影响。结果表明,由于激波形成的逆压力梯度导致边界层出现分离现象,在引入冷却射流以后被部分抑制,流场细节... 针对跨声速平面叶栅中气膜冷却对流场的影响,采用数值模拟的方法,分析了激波和边界层的相互作用及引入气膜冷却之后三者之间的影响。结果表明,由于激波形成的逆压力梯度导致边界层出现分离现象,在引入冷却射流以后被部分抑制,流场细节显示在原分离处新形成了两个方向相反的分离旋涡。保持冷却条件不变,随着孔间距的减小,边界层分离现象被抑制的效果更加明显,平面叶栅热力损失系数逐渐减小。当孔径和孔间距之比达到0.67时,相对于没有引入气膜冷却的情况,热力损失系数降低了13%。冷气流量对射流和主流相互作用流场影响显著,冷气出口局部超声速区域显著增大流场损失,降低冷却效果。 展开更多

关键词 气膜冷却 激波 边界层 相互作用 数值仿真

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应用于激波/边界层相互作用的非线性湍流模式 被引量：5

5

作者 杨晓东 马晖扬 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期57-63,共7页

选择8个近年来有代表性的非线性湍流模式,研究2个跨声速激波/边界层相互作用问题.采用的非线性湍流模式包括4个二阶模式和4个三阶模式. 2个跨声速激波/边界层相互作用的流动是轴对称圆弧突起绕流和二维管道突起流动.通过数值计算结果和... 选择8个近年来有代表性的非线性湍流模式,研究2个跨声速激波/边界层相互作用问题.采用的非线性湍流模式包括4个二阶模式和4个三阶模式. 2个跨声速激波/边界层相互作用的流动是轴对称圆弧突起绕流和二维管道突起流动.通过数值计算结果和实验结果的比较,对有关的非线性湍流模式进行评估和分析.计算结果表明,非线性模式的模化系数与平均流动应变不变量以及涡量不变量有关,反映了湍流的各向异性,比线性模式优越得多. 展开更多

关键词 非线性湍流模式 激波 边界层 相互作用 湍流 跨声速流动 空气动力学 气动干扰

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应用于激波/边界层相互作用的非线性与多尺度湍流模式 被引量：2

6

作者 杨晓东 朱建州 马晖扬 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期191-196,共6页

论文选择近年来有代表性的两个非线性湍流模式和两个双尺度湍流模式 ,研究二维管道突起跨声速激波 /边界层相互作用问题 .通过数值计算与实验结果的比较 ,对有关的非线性湍流模式和双尺度湍流模式进行评估和分析 .计算结果表明 ,非线性... 论文选择近年来有代表性的两个非线性湍流模式和两个双尺度湍流模式 ,研究二维管道突起跨声速激波 /边界层相互作用问题 .通过数值计算与实验结果的比较 ,对有关的非线性湍流模式和双尺度湍流模式进行评估和分析 .计算结果表明 ,非线性模式较好地反映了湍流的各向异性 ,结果明显优于线性模式 ;双尺度模式在一定程度上反映了湍流能谱输运的非平衡特征 ,相对于单尺度线性模式有所改善 ,但不能反映湍流的各向异性 . 展开更多

关键词 非线性湍流模式 多尺度湍流模式 激波/边界层相互作用 空气动力学 跨声速流动

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侧壁约束下压缩激波/湍流边界层相互作用低频不稳定性实验研究

7

作者 张凌峰 何淼生 +1 位作者 籍元 刘洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期119-130,共12页

侧壁面约束条件下压缩激波/湍流边界层相互作用(Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions,SWTBLIs)呈现出区别于经典二维SWTBLIs的强三维特性,尤其是低频不稳定性问题自发现以来就受到了广泛关注,而其与下游压缩环境之间的关... 侧壁面约束条件下压缩激波/湍流边界层相互作用(Shock-Wave/Turbulent Boundary-Layer Interactions,SWTBLIs)呈现出区别于经典二维SWTBLIs的强三维特性,尤其是低频不稳定性问题自发现以来就受到了广泛关注,而其与下游压缩环境之间的关联性尚不明确。本文基于带侧壁约束的超声速压缩拐角构建三维受限的SWTBLIs流动,并通过自由射流风洞实验进行了系统研究,其中来流Ma∞=2.5,湍流边界层发展厚度对矩形流道宽度的占比约0.08,压缩拐角在12°~24°的宽范围内变化。通过不同压缩拐角下流场结构演化及壁面压力脉动信号谱特性的对比,揭示了侧壁面约束条件下压缩拐角对SWTBLIs低频大尺度振荡时间-空间演化行为的影响规律和作用机制。研究发现:压缩拐角角度较小时,侧壁面约束导致的“拖尾效应”有助于延缓压缩拐角附近流动分离模式的过渡,并抑制压缩激波的不稳定性;压缩拐角达到20°及以上时,压缩拐角前沿逐渐发展为大尺度流动分离模式,侧壁面约束的角区将首先发展出能量集中的低频脉动,并逐步演化为两种峰值频率分别约为50Hz和200Hz量级的不同大尺度间歇性低频振荡叠加行为,且伴随着压缩激波形态的显著改变;两种低频振荡行为都属于SWTBLIs流场的全局性不稳定振荡,但沿着展向振荡强度差异显著,角区内的振荡强度远远高于中心主流区域。 展开更多

关键词 进气道 侧壁约束 激波/湍流边界层相互作用 超声速压缩拐角 低频大尺度振荡

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激波与堆积粉尘相互作用 被引量：1

8

作者 雷勇 赵振平 范宝春 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期360-363,共4页

实验中利用带示踪粒子的X光脉冲摄影和阴影摄影技术 ,成功拍摄了激波与堆积粉尘作用后粉尘内部的波系图像和波后卷扬粉尘云的形状 ,进而测得入射激波倾斜角、透射激波倾斜角和波后物质界面折射角。在此基础上 ,利用相关理论对该流场进... 实验中利用带示踪粒子的X光脉冲摄影和阴影摄影技术 ,成功拍摄了激波与堆积粉尘作用后粉尘内部的波系图像和波后卷扬粉尘云的形状 ,进而测得入射激波倾斜角、透射激波倾斜角和波后物质界面折射角。在此基础上 ,利用相关理论对该流场进行分析 ,确定出该堆积粉尘状态方程中的待定系数。 展开更多

关键词 激波 本构方程 流场 堆积粉尘 X光脉冲摄影 阴影摄影 相互作用 边界层

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求解激波/边界层相互干扰问题的有限体积方法 被引量：1

9

作者 董威 范绪箕 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期140-142,共3页

提出了一种高效的求解二维激波／边界层相互作用问题的算法．应用该方法分析了超音速绕压缩拐角的流动情况，与有关实验数据比较，结果令人满意．本算法采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对时间进行离散，湍流采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ... 提出了一种高效的求解二维激波／边界层相互作用问题的算法．应用该方法分析了超音速绕压缩拐角的流动情况，与有关实验数据比较，结果令人满意．本算法采用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法对时间进行离散，湍流采用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型．本算法可以推广到其他激波／边界层相互干扰的问题． 展开更多

关键词 激波 边界层 有限体积法 湍流 飞行器 相互作用

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斜激波/平板层流边界层相互干扰的数值研究

10

作者 王革 蒋旭旭 薛若军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期206-209,共4页

由楔/平板结构产生斜激波,入射到零攻角绝热平板上,促使可压缩层流边界层产生分离。在6°楔角的不同来流马赫数μ1下,比较了激波与边界层相互作用强度和边界层厚度等参数。得到入射激波强度是分离强弱及再附现象能否出现的主要原因... 由楔/平板结构产生斜激波,入射到零攻角绝热平板上,促使可压缩层流边界层产生分离。在6°楔角的不同来流马赫数μ1下,比较了激波与边界层相互作用强度和边界层厚度等参数。得到入射激波强度是分离强弱及再附现象能否出现的主要原因,发现反射激波的状态是影响分离区范围的重要因素。 展开更多

关键词 人射激波 规则反射 马赫反射 层流边界层 分离

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MHD控制激波诱导湍流边界层分离的机理分析 被引量：6

11

作者 苏纬仪 陈立红 张新宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期18-23,共6页

为了研究磁流体动力学(Magnetohydrodynamics:MHD)加速边界层对激波-湍流边界层相互作用的影响,用高阶有限差分法求解了小磁雷诺数近似的MHD湍流方程。其中,无粘通量采用WENN格式离散、粘性通量采用Roe平均中心差分离散,时间采用半隐式... 为了研究磁流体动力学(Magnetohydrodynamics:MHD)加速边界层对激波-湍流边界层相互作用的影响,用高阶有限差分法求解了小磁雷诺数近似的MHD湍流方程。其中,无粘通量采用WENN格式离散、粘性通量采用Roe平均中心差分离散,时间采用半隐式推进,并采取追赶法求解。计算给出了湍流、电场、磁场和电导率等参数对边界层分离的影响,数值结果显示:在同样的逆压梯度下,湍流边界层分离能更快地趋于稳态流场,且分离区比层流小;通过施加洛仑兹力加速,边界层速度型面变得更加饱满、位移厚度减小、分离点和再附点向激波与固壁的交点靠近,分离区尺寸减小甚至最终被消除。 展开更多

关键词 激波边界层相互作用 MHD流动控制 小磁雷诺数 边界层分离

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激波的传播与干扰 被引量：24

12

作者 杨基明 李祝飞 +3 位作者 朱雨建 翟志刚 罗喜胜 陆夕云 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期541-587,共47页

激波的传播特性既取决于激波的产生条件,也与所处的传播环境密切相关.驱动条件、几何边界、介质的物理化学属性等发生变化时,都会引起激波传播特性的改变,而激波的变化反过来又会对其波及的流场产生影响.尽管激波传播及其干扰现象广泛... 激波的传播特性既取决于激波的产生条件,也与所处的传播环境密切相关.驱动条件、几何边界、介质的物理化学属性等发生变化时,都会引起激波传播特性的改变,而激波的变化反过来又会对其波及的流场产生影响.尽管激波传播及其干扰现象广泛存在于自然界和人类科技活动之中,其复杂机理的认识、规律的描述乃至应用潜力的挖掘仍有漫长的路要走.本文根据气体中激波传播和干扰现象以及与之相关的理论描述特征,在对激波传播以及反射、折射等基本现象进行简要阐述的基础上,重点围绕目前的热点问题,包括激波/激波干扰、激波/边界层干扰、激波与湍流作用、激波的聚焦与点火以及激波作用下气体界面不稳定性等研究进行了介绍和讨论,旨在对近年来该领域的进展及获得的成果做一个概述和归纳,期望对将来的深入研究有一个鉴借意义. 展开更多

关键词 激波传播 激波反射 激波/边界层相互作用 激波/界面相互作用 激波极线

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洛仑兹力控制高超声速进气道边界层分离的数值模拟 被引量：7

13

作者 苏纬仪 张新宇 张堃元 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期36-41,共6页

采用空间HLLE格式、时间LU-SGS推进、sst-kω湍流模型、多块结构网格程序,对磁流体动力学(Magnetohydrodynamic:MHD)控制高超声速二维进气道边界层分离进行了数值研究。研究发现,不施加控制时,数值模拟得到的壁面静压和实验结果符合良好... 采用空间HLLE格式、时间LU-SGS推进、sst-kω湍流模型、多块结构网格程序,对磁流体动力学(Magnetohydrodynamic:MHD)控制高超声速二维进气道边界层分离进行了数值研究。研究发现,不施加控制时,数值模拟得到的壁面静压和实验结果符合良好,进气道喉道处分离区占据喉道高度的1/3左右。通过施加MHD控制,消除了进气道内部的边界层分离,总压恢复系数从0.502提高到0.56,喉道处流场畸变系数减小了18.6%。 展开更多

关键词 高超声速进气道 MHD流动控制 激波-边界层相互作用 边界层分离 数值仿真

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一种计算超声速流中由湍流剪切层脉动引起的激波振荡频率的方法

14

作者 徐立功 冉政 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1991年第8期729-735,共7页

在超声速或高超声速绕流中,一种很严重的脉动压力环境是由激波边界层相互作用引起的激波振荡.这种高强度的振荡激波可能诱发结构共振.因这一现象非常复杂,已发表的文章都采用经验或半经验方法.本文首次从基本流体动力学方程出发,给出了... 在超声速或高超声速绕流中,一种很严重的脉动压力环境是由激波边界层相互作用引起的激波振荡.这种高强度的振荡激波可能诱发结构共振.因这一现象非常复杂,已发表的文章都采用经验或半经验方法.本文首次从基本流体动力学方程出发,给出了由湍流剪切层引起的激波振荡频率的理论解,得到了振荡频率随气流Mach数M_(∞)和压缩折转角θ的变化规律,计算结果与实验值是相符的.本文为激波振荡导致的气动弹性问题提供了一种有价值的理论方法. 展开更多

关键词 激波振荡 湍流 边界层 相互作用

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隔离段抽吸引起的激波迟滞现象研究 被引量：6

15

作者 马生虎 岳连捷 +2 位作者 贾轶楠 肖雅彬 张新宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期732-739,共8页

为了研究壁面抽吸条件下隔离段流动迟滞现象,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,模拟反压升高再降低过程,对隔离段的激波形态进行了研究。基于Zhukoski提出的中等雷诺数下(3×10~4<Re_δ<1.2×10~6)分离区压力与马赫数... 为了研究壁面抽吸条件下隔离段流动迟滞现象,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,模拟反压升高再降低过程,对隔离段的激波形态进行了研究。基于Zhukoski提出的中等雷诺数下(3×10~4<Re_δ<1.2×10~6)分离区压力与马赫数的量化关系,发展了无控制措施条件下激波串首道激波的理论模型,发现来流马赫数大于2.0时激波串首道激波反射类型为规则反射,且不会出现激波反射迟滞现象。而壁面抽吸使首道激波固定在抽吸缝位置,导致激波串首道激波强度随反压升高不断增强,边界层分离角和激波角不断增大,从而进入Von Neumann准则的双解区甚至马赫反射区,在升高及降低反压的过程中隔离段出现流动迟滞现象。研究结果进一步揭示了壁面抽吸引起的流动迟滞现象不仅包含常规RR?MR激波反射迟滞,而且包含了一种新的迟滞现象——边界层分离迟滞。 展开更多

关键词 超燃冲压发动机 隔离段 激波反射迟滞 边界层分离迟滞

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边界层抽吸模型比较和验证 被引量：3

16

作者 董洪瑞 郑赟 《科学技术与工程》 2010年第35期8905-8909,8913,共6页

采用自行开发CFD程序验证了四种典型的边界层抽吸模型,在有激波与边界层相互作用的复杂流动条件下的表现,并详细分析了各种模型在不同工况下的优缺点。

关键词 激波/边界层相互作用 抽吸模型 音速流动系数

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高超声速进气道附面层分离无源被动控制 被引量：5

17

作者 苏纬仪 张堃元 金志光 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期455-460,共6页

为了控制超燃冲压发动机进气道唇口反射激波诱导的附面层分离,根据其流动特征,提出了附面层泄除-吹除互相驱动的自适应、无源、被动控制方案。并采用空间HLLE格式、LU-SGS隐式推进、多块结构网格的有限体积法数值模拟程序对该流动现象... 为了控制超燃冲压发动机进气道唇口反射激波诱导的附面层分离,根据其流动特征,提出了附面层泄除-吹除互相驱动的自适应、无源、被动控制方案。并采用空间HLLE格式、LU-SGS隐式推进、多块结构网格的有限体积法数值模拟程序对该流动现象进行了数值模拟。数值结果表明,施加自适应无源被动控制后,分离区长度减小为无控制时的45%,控制区域的总压恢复系数和流场均匀性提高。从而证实了自适应、无源、被动控制抑制高超声速进气道附面层分离的可行性。 展开更多

关键词 高超声速进气道 被动控制 激波/边界层相互作用+

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隔离段内超声速流动摩擦阻力分析 被引量：6

18

作者 骆晓臣 张堃元 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期124-128,共5页

以超燃冲压发动机等截面隔离段内部流动阻力特性为研究背景,以数值模拟和实验测量为研究手段,研究马赫数2.5来流条件下,平板流动和带激波反射流动条件下的壁面摩擦阻力。实验测量得到了超声速流动下的壁面摩擦阻力。研究发现,当激波反... 以超燃冲压发动机等截面隔离段内部流动阻力特性为研究背景,以数值模拟和实验测量为研究手段,研究马赫数2.5来流条件下,平板流动和带激波反射流动条件下的壁面摩擦阻力。实验测量得到了超声速流动下的壁面摩擦阻力。研究发现,当激波反射形成局部微小分离时,激波和边界层的相互作用使得分离区下游的壁面剪切应力恢复为比分离区上游稍高水平。存在激波反射时,壁面总的摩擦阻力略大于无激波时的平板流动。 展开更多

关键词 隔离段 阻力 摩擦阻力 激波-边界层相互作用

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高超声速复杂外形再入体粘性流场的数值模拟

19

作者 吴雄 陈伟芳 石于中 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2002年第S2期169-172,176,共5页

基于三维可压 Favre 质量加权平均 N—S方程,采用 B—L湍流模型模拟了高超声速条件下,球头大攻角双锥再入体周围的流场特征。利用一种改进的时间、空间二阶精度的 NND 格式,再现了高超声速条件下再入体周围的复杂流动现象,初步考察了激... 基于三维可压 Favre 质量加权平均 N—S方程,采用 B—L湍流模型模拟了高超声速条件下,球头大攻角双锥再入体周围的流场特征。利用一种改进的时间、空间二阶精度的 NND 格式,再现了高超声速条件下再入体周围的复杂流动现象,初步考察了激波与边界层的相互干扰,分析、对比了层流流场和湍流流场的流动现象的差别。 展开更多

关键词 湍流 B—L 模型 高超声速 NND 格式 激波与边界层的相互作用

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蜡纸存贮法在高超声速脉冲风洞舵—锥干扰流场显示中的应用

20

作者 吴松 王世芬 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期26-28,38,共4页

简述了蜡纸存贮法在高超声速脉冲风洞锥—舵干扰流场显示中的应用,给出了迎风面内舵周围干扰区立体和平面展开两种油流谱图,揭示了其三维干扰流动的特征。

关键词 激波与湍流边界层相互作用 后掠钝缘舵 流动显示 蜡纸存贮法 高超声速脉冲风洞

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