考慮變比熱高超音速平板邊界層轉(zhuǎn)捩預(yù)測.pdf

1、高超音速邊界層轉(zhuǎn)捩問題研究,由于氣流溫度高,需要考慮高溫真實(shí)氣體效應(yīng),即,要準(zhǔn)確預(yù)測轉(zhuǎn)捩位置,必須考慮溫度對于熱物性參數(shù)的影響。當(dāng)溫度小于2500K,比熱比與溫度存在確定的關(guān)系?？紤]比熱比與溫度的關(guān)系及比熱比為1.4等不同常數(shù),本文對來流馬赫數(shù)6和8的平板邊界層的等溫壁進(jìn)行流動(dòng)穩(wěn)定性分析,并采用改進(jìn)的e-N方法對轉(zhuǎn)捩位置進(jìn)行了預(yù)測,得到以下結(jié)論:
　　 1.對高超音速等溫壁平板邊界層進(jìn)行穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn),難以獲取一個(gè)等效比熱比進(jìn)行

2、簡化計(jì)算,需要考慮溫度對比熱比γ的影響,計(jì)算中γ的值需要根據(jù)邊界層內(nèi)流場的溫度取相應(yīng)值計(jì)算。進(jìn)行轉(zhuǎn)捩位置預(yù)測,比熱比取1.4已不再合適。
　　 2.壁面溫度對于邊界層流動(dòng)穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)捩位置影響為:隨著壁面溫度的降低,第一模態(tài)波的中性曲線整體往后移動(dòng)并且縮小,當(dāng)壁溫降至某一值時(shí)第一模態(tài)中性曲線不再存在；而第二模態(tài)波的中性曲線則整體向平板前緣且向下移動(dòng),說明隨著壁面溫度的降低,第二模態(tài)波的失穩(wěn)區(qū)域在擴(kuò)大,失穩(wěn)頻率在降低。由第一模態(tài)決定

3、的轉(zhuǎn)捩位置壁溫越低則越遠(yuǎn)離平板前緣,而第二模態(tài)決定的轉(zhuǎn)捩位置則越靠近平板前緣。
　　 3.對于絕熱壁面條件,馬赫數(shù)8的轉(zhuǎn)捩位置與馬赫數(shù)6的相近；對于等溫壁面條件,壁面溫度取其絕熱壁面條件下的同等倍數(shù),馬赫數(shù)8的轉(zhuǎn)捩位置比馬赫數(shù)6的轉(zhuǎn)捩位置靠前。馬赫數(shù)6的絕熱壁及壁溫降低不大(壁面溫度高于0.8Tad)時(shí)的冷卻壁轉(zhuǎn)捩由第一模態(tài)決定,之后(壁面溫度低于0.66Tad)由第二模態(tài)決定；馬赫數(shù)8的絕熱壁及等溫壁面條件下的轉(zhuǎn)捩位置均由第二