超/高超聲速進氣道內(nèi)普遍存在多掃掠激波/邊界層干擾現(xiàn)象,其將在進氣道內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生大尺度的三維流動分離,使當(dāng)?shù)氐牡湍芰鞫逊e,形成局部高熱流區(qū),對進氣道的氣動性能和結(jié)構(gòu)強度均有不利的影響。鑒于此,本文結(jié)合數(shù)值仿真和風(fēng)洞試驗手段,對同側(cè)雙掃掠激波/湍流邊界層干擾開展研究。首先,將實際進氣道內(nèi)的多掃掠激波/邊界層干擾抽象并簡化成同側(cè)雙掃掠激波/邊界層干擾模型,通過仿真獲得了雙掃掠激波/邊界層干擾的三維流動結(jié)構(gòu)和基本流動特性。發(fā)現(xiàn)雙掃掠激波/邊界層干擾形成的兩個干擾區(qū)存在明顯的相干現(xiàn)象,雖然第一道掃掠激波/邊界層干擾流動仍具有典型的準(zhǔn)錐形相似特性,但第二道掃掠激波/邊界層干擾卻不再具備該特性。兩個干擾區(qū)形成了各自的λ波和旋渦結(jié)構(gòu),并且沿著流向相互匯聚,最終合并為單個更強的λ波和旋渦結(jié)構(gòu)。其次,設(shè)計了多組兩道激波的強度組合方案,利用仿真方法研究了上下游干擾區(qū)相互耦合干擾機制和影響規(guī)律。結(jié)果表明,下游激波強度的增加將增大下游對上游的干擾范圍并迫使上游低能流的展向偏折角增大,但在等壓升梯度條件下,下游對上游的干擾范圍則由距離和壓升交替主導(dǎo)。而上游干擾的增強,一方面將縮小下游的干擾范圍,并使整個旋渦干擾區(qū)... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二元超/高超聲速進氣道的應(yīng)用

同側(cè)雙掃掠激波/湍流邊界層干擾特性研究為二維 SWTBLI，而 SSWTBLI 則屬于典型的三維 SWTBLI，它是由進氣道前體激波與側(cè)壁邊界層相互作用引起，具有明顯的三維效應(yīng)，其相互干擾結(jié)構(gòu)和干擾特性種更為復(fù)雜、多變。SSWTBLI 通�？珊喕癁橹绷⒓怫挊�(gòu)型，它是由平板和垂直于平板前緣下游一定位置的直立尖鰭組成，如圖 1.3 所示。超聲速來流經(jīng)過尖鰭壓縮形波，斜激波與平板邊界層相互作用形成 SSWTBLI 現(xiàn)象，若激波強度足夠大，將導(dǎo)層發(fā)生大尺度的錐形分離，使大量的低能流堆積、壁面局部靜壓升高、換熱增強、。此外，唇罩處的掃掠激波/邊界層干擾誘導(dǎo)產(chǎn)生的橫向二次流在進氣道內(nèi)通道中會出大尺度的角渦[2]。這不僅會顯著降低進氣道的氣動性能，還對其結(jié)構(gòu)強度以及材了更高的考驗。因此，為了對二元超/高超聲速進氣道中的 SSWTBLI 結(jié)構(gòu)和特性有認(rèn)識，進而為該類進氣道的設(shè)計和流動控制提供理論指導(dǎo)，開展 SSWTBLI 的研究要的。

平板前緣下游一定位置的直立尖鰭組成，如圖 1.3 所示。超聲速來流經(jīng)過尖鰭壓縮形成一激波，斜激波與平板邊界層相互作用形成 SSWTBLI 現(xiàn)象，若激波強度足夠大，將導(dǎo)致平界層發(fā)生大尺度的錐形分離，使大量的低能流堆積、壁面局部靜壓升高、換熱增強、摩擦大。此外，唇罩處的掃掠激波/邊界層干擾誘導(dǎo)產(chǎn)生的橫向二次流在進氣道內(nèi)通道中會進一展出大尺度的角渦[2]。這不僅會顯著降低進氣道的氣動性能，還對其結(jié)構(gòu)強度以及材料性出了更高的考驗。因此，為了對二元超/高超聲速進氣道中的 SSWTBLI 結(jié)構(gòu)和特性有更加的認(rèn)識，進而為該類進氣道的設(shè)計和流動控制提供理論指導(dǎo)，開展 SSWTBLI 的研究是十必要的。圖 1.2 二元超聲速進氣道內(nèi)激波邊界層/干擾現(xiàn)象


本文編號：3100544