高超音速圓錐邊界層的轉(zhuǎn)捩預(yù)測及e-N方法的改進.pdf

1、正確預(yù)測飛行器表面的摩阻和熱參數(shù)對于高超音速飛行器的成功設(shè)計是至關(guān)重要的，而這又取決于邊界層轉(zhuǎn)捩位置的正確預(yù)測。尖和小球頭錐是這類飛行器前身的典型組成部分。本文研究零攻角和小攻角、超音速和高超音速、尖錐和小鈍頭錐邊界層的轉(zhuǎn)捩預(yù)測問題。首先，研究了高超音速零攻角小球頭錐邊界層的穩(wěn)定性特點，并用e-N法進行了轉(zhuǎn)捩預(yù)測。其次，討論了e-N方法在三維邊界層中的應(yīng)用。對于來流小攻角的錐體邊界層，傳統(tǒng)的e-N方法即使在定性上也不能給出正確結(jié)果。根據(jù)

2、我們以前的一些工作，對e-N方法進行了新的詮釋，并提出實質(zhì)上的改進。最后，還對其他不同關(guān)鍵參數(shù)如攻角、半錐角、來流馬赫數(shù)下的圓錐邊界層轉(zhuǎn)捩進行了預(yù)測?？梢缘玫揭韵陆Y(jié)論： 1、對于馬赫數(shù)為6的零攻角高超音速小球頭錐邊界層，盡管第二模態(tài)波的最大放大率遠遠大于第一模態(tài)波的，但是對轉(zhuǎn)捩起主導作用的并不總是第二模態(tài)波。第二模態(tài)波的確對等溫邊界層的轉(zhuǎn)捩起主導作用，但對絕熱邊界層而言，反而是第一模態(tài)對轉(zhuǎn)捩起主導作用。壁面溫度邊界條件對轉(zhuǎn)捩影響

3、很大，絕熱邊界層和等溫邊界層相比，轉(zhuǎn)捩位置靠后將近60％。 2、三維邊界層中的ZARF曲線不是唯一的。我們需要找到能使擾動增長最快的那條ZARF，作為e-N積分的基礎(chǔ)。 3、對于馬赫數(shù)為6的小攻角高超音速尖錐邊界層，傳統(tǒng)的e-N方法即使在定性上也不能給出正確的轉(zhuǎn)捩預(yù)測結(jié)果。改進后的e-N方法則可以得到一個相當合理的結(jié)果。但是它要依賴于對初始擾動的正確預(yù)估，這顯然又取決于更多飛行數(shù)據(jù)的積累和分析。e-N方法的轉(zhuǎn)捩預(yù)測結(jié)果與