合成冷/热射流控制超声速边界层流动稳定性

• 作者: 刘强 杨升科 罗振兵 蒋浩 邓雄
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 合成冷/热射流 边界层 转捩控制 线性稳定性
• 年，卷（期）: 2017,（23）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 239-250
• 页数: 12页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.234701

摘要

为了探究超声速边界层流动稳定性及其转捩控制机理,提出基于合成冷/热射流的边界层速度-温度耦合控制方法,并通过数值模拟研究了Ma=4.5超声速平板边界层不稳定波的传播,采用线性稳定性理论中的时间模式分析了壁面吹吸、射流温度、扰动频率、扰动振幅等对不稳定波控制效果的影响.结果表明:无射流控制时,边界层内同时存在不稳定的第一模态扰动波和第二模态扰动波,且二维波形式的第二模态占主导地位;壁面吹吸作用下,仅出现更加不稳定的第二模态,第一模态被抑制;速度-温度耦合控制下,射流温度对扰动模态的不稳定区域大小及扰动增长率影响显著,射流温度与来流温度不同时,温度的脉动使得流动转捩为湍流的速度加快,边界层速度型更加饱满,抗干扰能力增强,流动稳定性提高;高频的吹吸扰动对流场的控制效果优于低频扰动,扰动频率超过400 Hz时,第二模态扰动波时间增长率降低,扰动分量对边界层速度剖面和温度剖面的修正加快,第二模态更加稳定;扰动振幅减小为主流速度的1%时,仅出现时间增长率较小的第二模态,控制效果较好,进一步减小时,第一模态重新出现,并且波数范围与第二模态先重合后分离,对应的时间增长率先增加后减小.研究结果为边界层转捩控制技术提供了新的思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	罗振兵	国防科技大学航天科学与工程学院	26	236	7.0	15.0
2	刘强	国防科技大学航天科学与工程学院	33	265	10.0	15.0
3	邓雄	国防科技大学航天科学与工程学院	9	12	2.0	3.0
4	杨升科	国防科技大学航天科学与工程学院	3	2	1.0	1.0
5	蒋浩	国防科技大学航天科学与工程学院	2	2	1.0	1.0