激波与边界层相互干扰试验研究

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激波边界层相互干扰(Shock Wave Boundary Layer Interaction,SWBLI)几乎存在于所有的超声速/高超声速的外流和内流,本文选取了SWBLI中最典型的两种模型,包括:斜激波与平板边界层相互干扰以及钝舵前缘SWBLI,并对不同因素对SWBLI的影响进行了研究。  斜激波与平板边界层的干扰实质上是一种准二维的SWBLI现象,众多的研究已经发现边界层的状态对于SWBLI具有决定性的影响。采用了PIV技术和NPLS技术分别对斜激波与层流/湍流边界层的相互干扰进行了实验研究,从瞬时流场结构、平均流场结构、平均速度场以及时间相关性图像等多个方面对两种不同边界层状态的SWBLI进行了比较分析。  钝舵是模拟翼身SWBLI的一种简化模型,其流动机理的研究对于工程实际具有重大的意义。在湍流边界层的条件下利用纹影、测压、PIV以及NPLS等手段对后掠角对钝舵 SWBLI的影响进行了实验研究,选取的后掠角度包括:0°、15°和30°。  来流边界层性质对钝舵SWBLI同样有着很大的影响,本文利用纹影得到了层流和湍流两种边界层条件下流场的整体结构,利用压力扫描阀得到了钝舵中心面边界层的压力分布和钝舵前缘的压力分布,利用 NPLS技术获得了钝舵中心面的瞬时流场结构,利用 PIV技术获得了钝舵中心面的速度场,并且将速度场进行了POD的分解与重构。
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