高超声速后掠钝板边界层的转捩特性研究

来源 :马绍贤 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thonary09
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在高超声速飞行器的研制过程中,转捩预测至关重要。目前认为,横流失稳是后掠翼等后掠流动中常见且重要的失稳机制。既往研究采用的壁面边界条件主要为绝热壁,横流模态在扰动演化中居于主导地位。然而,绝热壁边界条件是飞行器理想飞行状态所采用的假设,对于壁面温度不及加热至绝热温度的状态,等温边界条件假设则更为合理。由于冷壁效应的存在,使得横流模态扰动受到抑制,而第二模态扰动得以激发。第二模态扰动增长率会大于横流模态扰动增长率,此时需要考虑第二模态扰动对转捩的影响。本文基于等温后掠钝板模型研究第二模态扰动的失稳特征,主要研究两个同频第二模态扰动之间的非线性作用以及横流定常涡初始幅值对转捩位置的影响。获得以下研究结果与结论:1、改进了传统非线性抛物化稳定性方程(NPSE)计算求解方法。在求解流向波数时,不再对所有扰动均使用迭代法,而是根据扰动在演化中的重要性分为主波和非主波。其中,主波依然使用迭代法求解流向波数,非主波则采用锁相位法对流向波数予以求解。NPSE的改进计算方法避免了入口加入的扰动在下游不再占主导地位或非线性作用较强时高阶谐波迭代不收敛的现象,NPSE鲁棒性得以提升,能够准确计算高超声速边界层扰动演化过程。2、等温壁工况下第二模态扰动增长率会大于横流模态扰动增长率,本文发现两个同频第二模态扰动非线性作用会产生一个新的零频扰动,称其为强迫解,将通过对基本流进行稳定性分析得到的解称为特征解。其中,强迫解的特征函数与横流模态扰动特征解的特征函数存在差异,而与第二模态扰动特征解特征函数相似。同时,强迫解演化也与横流模态特征解初始幅值无关。由于强迫解的增长率远大于基本流固有的横流模态扰动和第二模态扰动,能够促使转捩提前发生,强迫解亦是第二模态扰动促进转捩的重要机制之一。3、考虑第二模态扰动对强迫解的影响。发现第二模态扰动通过改变基本流修正幅值的大小影响强迫解的演化规律,第二模态扰动初始幅值最大值的影响远大于两个第二模态扰动初始幅值乘积的影响。通过理论分析的方法对强迫解幅值的量级予以预测,证实在第二模态扰动处于增长阶段时,理论预测结果与NPSE预测结果一致。研究了第二模态扰动不同展向波数和频率对强迫解演化的影响。发现无论第二模态扰动在入口是否处于增长区,皆会出现强迫解在入口迅速增长,但是入口第二模态扰动处于衰减状态工况下的强迫解幅值最大值要小于第二模态扰动处于增长状态工况。当去掉第二模态扰动后,强迫解不会立刻消失,亦无法继续维持自身,而是逐渐演变为特征解,并以特征解状态向下游继续演化,这也解释了理论预测结果在第二模态扰动处于衰减状态时与NPSE结果不一致的原因。4、通过对不同初始幅值横流定常涡对转捩位置影响的分析,本研究发现横流定常涡的幅值会影响第二模态扰动的演化,进而影响转捩位置。当横流定常涡初始幅值较小时,横流定常涡对转捩起促进作用;当横流定常涡初始幅值较大时,横流定常涡会抑制第二模态扰动,使饱和阶段起始位置向下游移动;同时横流定常涡会将第二模态扰动能量卷离壁面,使转捩位置向下游移动,抑制转捩发生。
其他文献
在冷成型钢结构中,石膏板被广泛用作冷成型钢复合墙体的覆面墙板。此时,石膏板不仅可以发挥墙板的围护功能,还可以显著提高冷成型钢复合墙体的耐火性能。普通石膏板和防火石膏板是最当前常见的石膏板类型,且普通石膏板更具造价优势。然而,已有的石膏板覆面冷成型钢复合墙体耐火研究大多针对防火石膏板。同时,石膏板制造商和原产国差异对复合墙体耐火性能影响的研究仍然十分有限。此外,在日常使用环境中,随光照、温度作用的时
国有企业是发展国民经济的坚强主体,是中国特色社会主义经济的“顶梁柱”。新的时代背景下,坚持和加强党的领导和党的建设是巩固党的执政基础、实现国有企业健康发展的重要保证。党的十八大以来,习近平总书记立足于国际国内两个大局的深刻变化,运用马克思主义立场观点方法,在认真总结国有企业党的建设经验的基础上,对国有企业党的建设创造性地提出了许多新观点、新思想和新论述。习近平关于国有企业党的建设重要论述,始终坚持
党的十九届五中全会报告指出,要加强非物质文化遗产系统性保护,全面提升公共文化服务水平,推进社会主义文化强国建设。非物质文化遗产保护传承受到国家高度关注,倡导依靠合作治理解决其保护传承问题。尤其在我国民族地区,非物质文化遗产保护传承合作治理发挥关键性作用,既能加强民族团结,又能保障其可持续发展,为社会主义文化繁荣奠定基础。已有研究主要从应然视角对非物质文化遗产保护传承合作治理进行分析,缺乏对合作治理
自中超联赛引入视频助理裁判系统(VARs)已经三年有余,对中超联赛近三个赛季VAR的发展情况进行研究,可以对中超联赛VAR实际运用水平进行把握,也能从其发展过程找出制约因素并加以改进,让这项技术得到更好的发挥。同时,赛场内判罚所引发的争议逐渐扩展到社会之中,裁判、球队、球迷和协会之间的关系在足球与社会交融的过程中联系得更加紧密,从社会学的角度可以剖析出相关争议的本质。本文以2020赛季中超联赛16
员工工作满意度与职业倦怠存在着一定的联系,已有研究证实随着一些行业员工工作满意度水平的下降,其职业倦怠的程度随之提高,因而员工工作满意度与职业倦怠的关系备受学者及从业者重视。北京市是我国的首都,也是我国的政治、经济、文化中心,游泳场馆和游泳救生从业人员的数量较多,但目前尚未有学者对北京市游泳救生员工作满意度和职业倦怠的关系进行研究。本研究运用文献资料法、问卷调查法和数理统计法等研究方法对北京市游泳
在“民以食为天”的中国,中华饮食文化不仅是中华民族优秀的文化遗产,同时也是民众日常生活中极为重要的组成部分。随着全球各国经济、文化交流日益密切,“汉语热”逐渐兴起,越来越多的外国留学生对中国文化产生了浓厚的兴趣,中华饮食文化成为外国人了解中国、学习汉语的契机和窗口。将高效的体演文化教学法应用于中华饮食文化教学,不仅能提高学习者的跨文化交际能力,还能帮助其了解中华文化的思想观念和深刻内涵。本文以体演
在“大数据”时代,各国逐渐意识到传统的管辖权理论在数据治理领域的适用困境。因此,部分国家尝试将其数据相关法的管辖范围扩展至域外。其中,美国“云法案”及欧盟GDPR的影响作用较为深远。通过上述两部法律相关条款的解读与评析,有助于我国对美欧数据立法域外管辖的理性认识与有效应对。美国通过“数据控制者标准”扩张“云法案”的管辖范围,同时设置了“适格外国政府”的数据调取、提供商动议的“礼让分析”等克制条款,
随着无线通信的发展,多样化的通信场景对无线网络高吞吐量、超低能耗、超高可靠性的要求越来越高,通信运营商利用无人机通信网络快速灵活地为复杂的通信场景提供有效的无线连接,为当今社会构建海量数据连接提供了高效的解决方案。相较于传统静态的无线通信系统,无人机通过与地面通信节点建立视距链路进行通信,可以提供更好的通信质量,节省更多的资源。但是,由于信道的开放性、无人机通信网络的动态拓扑结构,无人机通信比传统
旅游业在经济社会发展过程中表现出显著的规模效应和强劲的发展潜力,从全球旅游业的发展趋势来看,2019年全球旅游总人次达到123亿人次,同比增长将近4.6%,与此同时,2019年的全球旅游总收入约为5.8万亿美元,占全球经济产出的10%左右,全球旅游业的同比增长大幅超过世界经济平均增长速度。其中,中国又是全球旅游大国,2019年中国的总旅游收入占国民生产总值的11%。中国的出境游人数为世界之首,强烈
目的:研究首先探索Plyometric训练最佳高度范围,进而探讨4周,每周2次稳定平面与不稳定平面训练对军校学员灵敏素质的长期效应。从身体形态、运动表现和神经-肌肉电变化三方面阐述其内在机理,以期为现代化军事体能训练提供理论支撑和训练借鉴。方法:国防科技大学40名学员,依据30m×2蛇形跑成绩随机分为稳定平面Plyometric训练组(SP组;n=13)、不稳定平面Plyometric训练组(UP