加熱-冷卻效應(yīng)下的激波-邊界層干擾機(jī)理研究.pdf

1、激波/邊界層相互作用（SWBLI）是制約超聲速及高超聲速飛行的關(guān)鍵因素,并以存在于飛行器外表面及內(nèi)流道中的 SWBLI最為典型。而實(shí)際飛行中由于氣流摩擦等因素使得壁面溫度改變將導(dǎo)致 SWBLI問題更為復(fù)雜。本文針對(duì)壁面溫度改變對(duì)湍流邊界層及 SWBLI的影響進(jìn)行試驗(yàn)及數(shù)值研究，試驗(yàn)中壁面溫度的改變是通過加熱/冷卻試驗(yàn)平板來實(shí)現(xiàn)的；數(shù)值計(jì)算中不考慮流場(chǎng)的三維側(cè)壁效應(yīng)，研究壁面溫度改變下的湍流邊界層及二維 SWBLI流場(chǎng)參數(shù)特性，以補(bǔ)充試驗(yàn)

2、研究。數(shù)值研究的參數(shù)設(shè)置配合試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)件的參數(shù)。具體研究?jī)?nèi)容包括：
　　本文設(shè)計(jì)了加熱試驗(yàn)組及冷卻試驗(yàn)組，通過加熱/冷卻試驗(yàn)平板來研究壁面溫度對(duì)湍流邊界層及SWBLI的影響。試驗(yàn)采用的非接觸式測(cè)量手段為基于納米粒子示蹤的平面激光散射技術(shù)（NPLS）及粒子圖像測(cè)速技術(shù)（PIV），研究了湍流邊界層流場(chǎng)的基本形態(tài)、加熱/冷卻效應(yīng)下的湍流邊界層流場(chǎng)以及加熱/冷卻效應(yīng)下的SWBLI流場(chǎng)。
　　本文數(shù)值研究配合試驗(yàn)進(jìn)行，在試驗(yàn)臺(tái)各參數(shù)

3、的基礎(chǔ)上設(shè)立計(jì)算物理模型。計(jì)算模型為S?A單方程模型，并采用Fluent作為計(jì)算工具。通過改變計(jì)算算例的壁面溫度來定量分析改變壁面溫度條件時(shí)的邊界層流場(chǎng)位移厚度、動(dòng)量厚度；細(xì)致分析了不同壁面溫度條件下的SWBLI流場(chǎng)分離點(diǎn)及再附點(diǎn)位置、分離區(qū)長(zhǎng)度、壁面靜壓力分布、壁面摩擦系數(shù)分布。進(jìn)一步探究了壁面溫度改變對(duì)邊界層流場(chǎng)及SWBLI流場(chǎng)的影響。本文數(shù)值研究同時(shí)考慮了入射激波強(qiáng)度對(duì)SWBLI流場(chǎng)的影響。
　　結(jié)合試驗(yàn)與數(shù)值的結(jié)果，對(duì)加熱