激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术 被引量：1

1

作者 黄伟 吴瀚 +2 位作者 钟翔宇 杜兆波 柳军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期49-61,共13页

从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控... 从激波/湍流边界层干扰机理以及流动控制的迫切需求入手,从自适应涡流发生器、自适应鼓包、自适应微射流以及自适应次流循环四个方面对激波/湍流边界层干扰中的自适应控制技术研究进展进行了总结。分析认为,结合AI技术发展自适应流动控制技术,加速控制方式智能化,可作为新一代高超声速飞行器宽速域飞行的重要技术手段。具体来说,就是通过调节外加激励对高超声速飞行器不同区域实现局部流动加/减速、气动热防护、气动控制等功能,根据流场参数建立控制反馈回路,自适应调整局部流场结构,以满足工程实际需求。 展开更多

关键词 自适应流动控制 激波/湍流边界层干扰 高超声速飞行器 自主决策 分离 热流峰值

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激波与湍流边界层干扰流动的马赫数效应

2

作者 吴正园 高振勋 +3 位作者 陈新民 蒋崇文 李椿萱 葛航 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3484-3494,共11页

激波与湍流边界层相互干扰(SWTBLI)现象可诱导形成复杂的流场结构和气动力热分布特性,其干扰机制和影响机理至今仍未被充分掌握。为分析超/高超声速SWTBLI流动的机理,开展了来流马赫数为3、5、11条件下压缩拐角流动的直接数值模拟(DNS)... 激波与湍流边界层相互干扰(SWTBLI)现象可诱导形成复杂的流场结构和气动力热分布特性,其干扰机制和影响机理至今仍未被充分掌握。为分析超/高超声速SWTBLI流动的机理,开展了来流马赫数为3、5、11条件下压缩拐角流动的直接数值模拟(DNS)研究。结果显示,SWTBLI使干扰区内的速度、压强等物理量的脉动显著增强,且增强幅值随来流马赫数升高而增大;同时,上游边界层中的温度、压强等物理量的脉动也随来流马赫数的增大而增强。在SWTBLI作用下,流动的可压缩效应明显增强,干扰区内压力膨胀项和膨胀耗散项不再可忽略。在高超声速条件下,上游边界层中的压力膨胀项和膨胀耗散项也比较重要。此外,SWTBLI诱导的壁面压强平均值和脉动均方根值的分布存在共性。在所有来流马赫数下,干扰区内的壁面压强脉动相比上游边界层均显著增强,并形成明显的峰值。流动发生显著分离时,将分别形成位于平均分离点和再附点附近的壁面压强脉动峰值。 展开更多

关键词 激波与湍流边界层相互干扰 高超声速流动 可压缩湍流 直接数值模拟 分离流

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基于改进SST模型的分离流动数值模拟 被引量：15

3

作者 甘文彪 周洲 +1 位作者 许晓平 王睿 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期595-602,共8页

对SST湍流模型进行了改进,并通过对典型分离流动进行数值模拟,来检验和提高模型预测分离流动的能力。基于亚声速分离流动,提出了提高雷诺应力的模拟精度和分离流修正的改进方法,并进行了对比研究得出结论;在亚声速分离流动分析结论基础... 对SST湍流模型进行了改进,并通过对典型分离流动进行数值模拟,来检验和提高模型预测分离流动的能力。基于亚声速分离流动,提出了提高雷诺应力的模拟精度和分离流修正的改进方法,并进行了对比研究得出结论;在亚声速分离流动分析结论基础上,采用了可压缩性修正方法,开展了跨声速、超声速和高超声速激波/边界层干扰分离流动的数值模拟研究。结果表明:提高雷诺应力的模拟精度和采用分离流修正明显地提高了SST湍流模型对分离流动的模拟能力;适当地可压缩性修正对超声速和高超声速分离流动的计算精度有改善作用。 展开更多

关键词 SST湍流模型 分离流 雷诺应力 可压缩性修正 激波 边界层干扰

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超声速流中激波/湍流附面层干扰数值模拟 被引量：13

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作者 雷雨冰 梁德旺 黄国平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页

采用修正的 B/L湍流模型以及多块结构化网格求解了二维 N- S方程 ,分别对超声速流和高超声速流中的激波 /湍流附面层干扰进行了数值研究。本文首先研究了进口马赫数为 2 .96的超声速流 ,计算结果准确预测了入射斜激波在平直壁面引起湍... 采用修正的 B/L湍流模型以及多块结构化网格求解了二维 N- S方程 ,分别对超声速流和高超声速流中的激波 /湍流附面层干扰进行了数值研究。本文首先研究了进口马赫数为 2 .96的超声速流 ,计算结果准确预测了入射斜激波在平直壁面引起湍流附面层分离的流动特征 :分离点的反射激波、分离包引起的膨胀扇以及再附点的反射激波。计算的壁面压力分布与实验值吻合较好 ,计算的分离区长度与实验值比较有一定误差。本文还对进口马赫数为 9.2 2的高超声速流中压缩角引起的激波 /湍流附面层干扰进行了数值研究 。 展开更多

关键词 超声速流 激波 湍流附面层 干扰 数值模拟 飞行器

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高超音速湍流分离表面热流率的脉动特性 被引量：2

5

作者 王世芬 李清泉 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1991年第4期426-432,共7页

本文给出高超音速湍流分离不稳定特性的实验研究结果。试验条件是:自由流马赫数为 7.8,单位长度雷诺数为 3.5×10~7/米。分离流场由有限展长前向台阶产生,并用有高空间分辨率和快速响应的一列平齐安装的铂膜电阻温度计和多通道系统... 本文给出高超音速湍流分离不稳定特性的实验研究结果。试验条件是:自由流马赫数为 7.8,单位长度雷诺数为 3.5×10~7/米。分离流场由有限展长前向台阶产生,并用有高空间分辨率和快速响应的一列平齐安装的铂膜电阻温度计和多通道系统测量其表面热流率脉动。信号的条件采样分析结果表明:分离激波的根部由一束压缩波构成,流向展长约二分之一来流边界层厚度,在边界层外汇聚成单一主激波。这种激波结构极其不稳定,出现大尺度运动,流向运动的尺度约为分离激波上游影响区域长度的22％。激波振荡频率为一宽频带,主要集中在 1～3 千赫。在分离激波运动区域,热流脉动呈间歇性,在无扰动和激波扰动间跳跃。可以认为这种间歇性是分离激波系统大尺度振荡的结果。在激波运动区域的下游为分离区,流体继续压缩,热流脉动无间歇。 展开更多

关键词 紊流 分离流 热流率 脉动 高超音速

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液晶显示方法研究管内马赫数4拟似冲击波流动 被引量：1

6

作者 王东屏 兆文忠 +1 位作者 杉山弘 东条启 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期521-525,共5页

在一个压力-真空型超声速风洞中,剪切应力敏感的液晶表面流动显示技术被用来研究方管内马赫数4拟似冲击波的超声速流动。实验是在日本室兰工业大学的超声速风洞中进行。它提供了关于测试表面流动结构的定性信息,诸如湍流边界层分离和再... 在一个压力-真空型超声速风洞中,剪切应力敏感的液晶表面流动显示技术被用来研究方管内马赫数4拟似冲击波的超声速流动。实验是在日本室兰工业大学的超声速风洞中进行。它提供了关于测试表面流动结构的定性信息,诸如湍流边界层分离和再附,以及边界层流动的维数等。液晶显示结果与纹影实验照片和油膜方法进行比较,证实了它是一种非常有效的表面流动显示工具。 展开更多

关键词 拟似冲击波 表面流动显示 剪切-敏感液晶 冲击波/湍流边界层相互作用 湍流边界层分离

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绕平板上直圆柱体的高超声速湍流分离流 被引量：2

7

作者 王世芬 李清泉 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1992年第1期38-44,共7页

本文给出直圆柱上游中心线上壁面压力和热流特性及其分离激波运动的特征参数。试验条件是:自由流马赫数为7.8和5,单位长度雷诺数为3.5×10~7/米和4.7×10~7/米。结果表明:1.直圆柱上游中心线上的流场是一个有二次分离的流场,平... 本文给出直圆柱上游中心线上壁面压力和热流特性及其分离激波运动的特征参数。试验条件是:自由流马赫数为7.8和5,单位长度雷诺数为3.5×10~7/米和4.7×10~7/米。结果表明:1.直圆柱上游中心线上的流场是一个有二次分离的流场,平均壁面压力分布呈双峰型,平均热流分布略有不同,出现一近似平台区,但在分离激波上游影响起始区域和直圆柱前缘邻近区域(x/D<0.5),两者变化极其相似。来流马赫数愈高,分离激波在中心线上的上游影响区长度和峰压及峰热值愈大。2.分离激波是极其不稳定的,出现大尺度低频运动,激波流向运动尺度约0.5D,振荡频率主要集中在2.5kHz以下。 展开更多

关键词 高超声速流 分离流 激波结构

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尖前缘翼干扰区的壁面压力和热流率分布 被引量：3

8

作者 王世芬 王宇 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第4期447-451,共5页

本文给出Ｍ＿∞＝７．８和６．７２，Ｒｅ＝３．５×１０￣７／ｍ和５．４×１０￣７／ｍ气流绕迎角为２０°、３０°和３５°尖前缘翼运动时，平板锥型干扰区的壁面压力和热流率分布。结果表明：（１）平板锥型干... 本文给出Ｍ＿∞＝７．８和６．７２，Ｒｅ＝３．５×１０￣７／ｍ和５．４×１０￣７／ｍ气流绕迎角为２０°、３０°和３５°尖前缘翼运动时，平板锥型干扰区的壁面压力和热流率分布。结果表明：（１）平板锥型干扰区的特征几何尺度与无粘激波角β＿０和翼迎角α相关，而壁面压力和热流率的峰值与法向马赫数Ｍ＿ｎ相关。（２）翼面压力和热流率分布由于受拐角涡影响，前者在翼根部呈波谷状，而后者呈波峰状，影响尺度与翼前缘处来流边界层厚度有关。 展开更多

关键词 高超声速 分离流 前缘翼 壁面压力 热流率

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高超声速湍流分离激波运动和压力脉动 被引量：2

9

作者 王世芬 任志远 《流体力学实验与测量》 CSCD 1998年第1期74-80,共7页

简述在Ｍ∞＝７．８、Ｒｅ∞＝３．５×１０７／ｍ气流条件下，无后掠和后掠压缩拐角及直立半圆柱前缘舵上游平板干扰区壁面压力脉动测量结果及其分离激波运动特性。

关键词 高超声速流 分离流 湍流边界层 激波运动

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k-ωSST湍流模式三维激波分离流动修正 被引量：6

10

作者 杜一鸣 高正红 +2 位作者 舒博文 邱福生 宋辰星 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1485-1501,I0001,共18页

“激波−边界层分离”是航空气动领域的典型湍流非平衡流动问题,准确模拟激波分离对于跨声速飞行器气动性能评估和优化设计具有重要意义.然而传统涡黏性湍流模式中涡黏性系数的定义方式并不适用于非平衡流动,k-ωSST湍流模式为此引入的Br... “激波−边界层分离”是航空气动领域的典型湍流非平衡流动问题,准确模拟激波分离对于跨声速飞行器气动性能评估和优化设计具有重要意义.然而传统涡黏性湍流模式中涡黏性系数的定义方式并不适用于非平衡流动,k-ωSST湍流模式为此引入的Bradshaw假设在应用于三维强逆压梯度和较大分离流动时反而限制了雷诺应力的生成,导致包括k-ωSST在内的常用涡黏性湍流模式均无法对此类流动进行准确模拟.同时,现有的非线性雷诺应力本构关系也并不能有效提高模拟精度.为此,针对k-ωSST模式分别提出了基于Bradshaw假设和基于长度尺度的两种激波分离流动修正方法.前者通过提高Bradshaw常数的方式放宽了对雷诺应力生成的限制,后者则从湍流长度尺度概念出发,利用混合长度理论、湍动能生成/耗散之比和一种新定义的长度尺度之比构造了ω方程耗散项修正函数,提高了模式在三维激波分离流动中的建模长度尺度.两种方法对ONERA M6机翼跨声速大攻角流动均能得到较雷诺应力模式更好的模拟结果.进一步的雷诺应力分析表明,三维激波分离流动中“主雷诺应力分量”的概念不再成立,各雷诺应力分量大小接近.网格收敛性分析、对其他攻角状态的验证以及湍流平板边界层壁面律验证进一步确认了所提出的两种修正方法的合理性、有效性和通用性. 展开更多

关键词 湍流模式修正 激波分离流动 k-ω SST 模式 雷诺应力 Bradshaw 假设 湍流长度尺度

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激波和边界层相互作用区域局部烧蚀的理论计算方法 被引量：1

11

作者 任芬 孙洪森 邓刚 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第3期35-42,共8页

激波和边界层相互作用区域的局部烧蚀计算是极为复杂的非定常湍流分离流动条件下的烧蚀分析问题。本文将这一复杂的物理化学和气体动力学过程简化为二维前向台阶分离区的准定常烧蚀问题来处理。将偏微分的控制方程组简化为超越代数方程... 激波和边界层相互作用区域的局部烧蚀计算是极为复杂的非定常湍流分离流动条件下的烧蚀分析问题。本文将这一复杂的物理化学和气体动力学过程简化为二维前向台阶分离区的准定常烧蚀问题来处理。将偏微分的控制方程组简化为超越代数方程组。提供了一个有一定精度的理论分析方法、理论计算结果与实验数据相当吻合。 展开更多

关键词 烧蚀 湍流边界层 激波 分离流

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