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超声速湍流边界层中微单孔渗流流动机理与传热特性研究
1
作者
赵普君
吴晓帅
赵玉新
《推进技术》
北大核心
2025年第7期191-204,共14页
微孔渗流具有在超声速湍流边界层中实现高效减阻降热的潜力。从多孔介质中提取单个微孔作为研究对象,应用直接数值模拟方法(DNS),开展微单孔渗流与超声速湍流边界层的相互作用机理研究。针对渗流压比进行参数化分析,主要关注渗流对主流...
微孔渗流具有在超声速湍流边界层中实现高效减阻降热的潜力。从多孔介质中提取单个微孔作为研究对象,应用直接数值模拟方法(DNS),开展微单孔渗流与超声速湍流边界层的相互作用机理研究。针对渗流压比进行参数化分析,主要关注渗流对主流域流场结构与传热特性的影响。结果表明,渗流显著提升了其下游流向雷诺正应力峰值,并进一步强化了边界层近壁区与湍流脉动相关的能量输运过程。渗流的法向输运作用使得微孔后缘位置出现低速条带、产生局部低温区,具有明显的减速降温效果。平均流场在低速条带与局部低温区的形成中起主导作用,而脉动流场的影响相对较小。微孔渗流上下游均存在低摩阻区,而低热流区仅存在于渗流下游。当选定积分区域与小孔域重合时,三组渗流压比下的区域减阻率大于50%,区域冷却效率超过70%。以5%作为临界值,相应临界减阻半径和临界冷却半径为单孔直径的3~4倍。
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关键词
超声速湍流边界层
微孔渗流
减阻
降热
直接数值模拟
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职称材料
题名
超声速湍流边界层中微单孔渗流流动机理与传热特性研究
1
作者
赵普君
吴晓帅
赵玉新
机构
国防科技大学空天科学学院
国防科技大学空天科学学院高超声速技术实验室
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第7期191-204,共14页
基金
国家自然科学基金(12472242)
国家自然科学基金创新研究群体项目(T2221002)
国防科技大学研究生创新项目(XJJC2024013)。
文摘
微孔渗流具有在超声速湍流边界层中实现高效减阻降热的潜力。从多孔介质中提取单个微孔作为研究对象,应用直接数值模拟方法(DNS),开展微单孔渗流与超声速湍流边界层的相互作用机理研究。针对渗流压比进行参数化分析,主要关注渗流对主流域流场结构与传热特性的影响。结果表明,渗流显著提升了其下游流向雷诺正应力峰值,并进一步强化了边界层近壁区与湍流脉动相关的能量输运过程。渗流的法向输运作用使得微孔后缘位置出现低速条带、产生局部低温区,具有明显的减速降温效果。平均流场在低速条带与局部低温区的形成中起主导作用,而脉动流场的影响相对较小。微孔渗流上下游均存在低摩阻区,而低热流区仅存在于渗流下游。当选定积分区域与小孔域重合时,三组渗流压比下的区域减阻率大于50%,区域冷却效率超过70%。以5%作为临界值,相应临界减阻半径和临界冷却半径为单孔直径的3~4倍。
关键词
超声速湍流边界层
微孔渗流
减阻
降热
直接数值模拟
Keywords
Supersonic turbulent boundary layer
Micro blowing
Drag reduction
Heat reduction
Direct numerical simulation
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超声速湍流边界层中微单孔渗流流动机理与传热特性研究
赵普君
吴晓帅
赵玉新
《推进技术》
北大核心
2025
0
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