《跨聲速激波與三維層流邊界層相互作用下橫流轉捩研究》是依託中國空氣動力研究與發展中心，由徐國亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：跨聲速激波與三維層流邊界層相互作用下橫流轉捩研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐國亮
- 依託單位：中國空氣動力研究與發展中心
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
三維邊界層流動是航空工業中廣泛存在的流動類型，例如後掠機翼/圓柱繞流、旋轉葉片繞流、小攻角圓錐繞流和旋轉圓盤流動等。橫流失穩是三維邊界層流動湍流轉捩的主要因素，被飽和橫流渦強烈扭曲的三維邊界層背景流動對高頻的擾動非常敏感，這也是三維邊界層流動轉捩發生的先兆。本課題將研究可壓縮橫流邊界層的二次失穩與轉捩，擬基於線性穩定性程式(LST)，非線性擾動方程拋物化方法(NPSE)、二次失穩理論(SLST)和直接數值模擬程式(DNS)建立一套流動穩定性與湍流轉捩的計算與分析平台。本課題將研究在跨音速來流條件下，附體激波與三維層流邊界層流動的相互作用對橫流首次失穩、二次失穩和湍流轉捩影響，以及來流馬赫數對三維層流邊界層二次失穩的影響。其次，本課題將研究壁面加熱、冷卻和吹吸氣對可壓縮三維邊界層橫流二次失穩的控制效果，為飛行器的減阻與熱防護提供理論依據。
結題摘要
三維邊界層流動是航空工業中廣泛存在的流動類型，例如後掠機翼/圓柱繞流、旋轉葉片繞流、小攻角圓錐繞流和旋轉圓盤流動等。橫流失穩是三維邊界層流動湍流轉捩的主要因素，被飽和橫流渦強烈扭曲的三維邊界層背景流動對高頻的擾動非常敏感，這也是三維邊界層流動轉捩發生的先兆。本課題研究了可壓縮橫流邊界層的二次失穩與轉捩，基於線性穩定性程式(LST)，非線性擾動方程拋物化方法(NPSE)、二次失穩理論(SLST)和直接數值模擬程式(DNS)建立一套流動穩定性與湍流轉捩的計算與分析平台。本課題研究了在跨音速來流條件下，附體激波與三維層流邊界層流動的相互作用對橫流首次失穩、二次失穩和湍流轉捩影響，以及來流馬赫數對三維層流邊界層二次失穩的影響。其次，本課題將研究壁面加熱、冷卻和吹吸氣對可壓縮三維邊界層橫流二次失穩的控制效果，為飛行器的減阻與熱防護提供理論依據。最後，本課題研究了在高Mach數情況下的來流噪聲對高超橫流轉捩的影響，發現在高Mach數情況下，來流慢聲波將直接在邊界層內部通過共振機制激發非定常橫流渦模態。特別是當邊界層內部已經存在飽和定常橫流渦的情況下，來流慢聲波模態會演化為相應的二次失穩模態。
