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题名波纹壁对高超声速平板边界层稳定性的影响
被引量：1
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作者
王昊鹏
袁先旭
陈曦
刘姝怡
赖江
刘晓东
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机构
空气动力学国家重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期330-342,共13页
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基金
国家数值风洞工程
国家自然科学基金(12002354)
中国空气动力研究与发展中心基础和前沿技术研究基金(pjd20190159,pjd20190154)资助项目.
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文摘
高超声速边界层转捩会使飞行器表面热流和摩阻增加3~5倍,极大影响高超声速飞行器的性能.波纹壁作为一种可能的推迟边界层转捩的被动控制方法,具有较强的工程应用前景.文章研究了不同高度和安装位置的波纹壁对来流马赫数6.5的平板边界层稳定性的影响.采用直接数值模拟(DNS)得到层流场,并在上游分别引入不同频率的吹吸扰动以研究波纹壁对扰动演化的作用.对于不同位置的波纹壁,探究了其与同步点相对位置对其作用效果的影响,与相同工况下光滑平板的扰动演化结果进行了对比,发现当快慢模态同步点位于波纹壁上游时,波纹壁会对该频率的第二模态扰动起到抑制作用.当同步点位于波纹壁之中或者下游时,波纹壁对扰动的作用可能因为存在两种不同的机制而使得结果较为复杂.对于不同高度波纹壁,发现高度较低的波纹壁,其作用效果强弱与波纹壁高度成正相关,而更高的波纹壁则会减弱其作用效果.与DNS结果相比,线性稳定性理论可以定性预测波纹壁对高频吹吸扰动的作用,但在波纹壁附近的强非平行性区域误差较大.
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关键词
平板边界层
转捩控制
波纹壁
Mack
第二模态
快慢模态同步点
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Keywords
flat plate boundary layer
transition control
wavy roughness
Mack second mode
synchronization point
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分类号
O354
[理学—流体力学]
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