考慮變比熱高超音速平板邊界層轉捩預測.pdf

1、高超音速邊界層轉捩問題研究,由于氣流溫度高,需要考慮高溫真實氣體效應,即,要準確預測轉捩位置,必須考慮溫度對于熱物性參數(shù)的影響。當溫度小于2500K,比熱比與溫度存在確定的關系?？紤]比熱比與溫度的關系及比熱比為1.4等不同常數(shù),本文對來流馬赫數(shù)6和8的平板邊界層的等溫壁進行流動穩(wěn)定性分析,并采用改進的e-N方法對轉捩位置進行了預測,得到以下結論:
　　 1.對高超音速等溫壁平板邊界層進行穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn),難以獲取一個等效比熱比進行

2、簡化計算,需要考慮溫度對比熱比γ的影響,計算中γ的值需要根據(jù)邊界層內流場的溫度取相應值計算。進行轉捩位置預測,比熱比取1.4已不再合適。
　　 2.壁面溫度對于邊界層流動穩(wěn)定性及轉捩位置影響為:隨著壁面溫度的降低,第一模態(tài)波的中性曲線整體往后移動并且縮小,當壁溫降至某一值時第一模態(tài)中性曲線不再存在；而第二模態(tài)波的中性曲線則整體向平板前緣且向下移動,說明隨著壁面溫度的降低,第二模態(tài)波的失穩(wěn)區(qū)域在擴大,失穩(wěn)頻率在降低。由第一模態(tài)決定

3、的轉捩位置壁溫越低則越遠離平板前緣,而第二模態(tài)決定的轉捩位置則越靠近平板前緣。
　　 3.對于絕熱壁面條件,馬赫數(shù)8的轉捩位置與馬赫數(shù)6的相近；對于等溫壁面條件,壁面溫度取其絕熱壁面條件下的同等倍數(shù),馬赫數(shù)8的轉捩位置比馬赫數(shù)6的轉捩位置靠前。馬赫數(shù)6的絕熱壁及壁溫降低不大(壁面溫度高于0.8Tad)時的冷卻壁轉捩由第一模態(tài)決定,之后(壁面溫度低于0.66Tad)由第二模態(tài)決定；馬赫數(shù)8的絕熱壁及等溫壁面條件下的轉捩位置均由第二