加熱-冷卻效應下的激波-邊界層干擾機理研究.pdf

1、激波/邊界層相互作用（SWBLI）是制約超聲速及高超聲速飛行的關鍵因素,并以存在于飛行器外表面及內流道中的 SWBLI最為典型。而實際飛行中由于氣流摩擦等因素使得壁面溫度改變將導致 SWBLI問題更為復雜。本文針對壁面溫度改變對湍流邊界層及 SWBLI的影響進行試驗及數(shù)值研究，試驗中壁面溫度的改變是通過加熱/冷卻試驗平板來實現(xiàn)的；數(shù)值計算中不考慮流場的三維側壁效應，研究壁面溫度改變下的湍流邊界層及二維 SWBLI流場參數(shù)特性，以補充試驗

2、研究。數(shù)值研究的參數(shù)設置配合試驗臺及試驗件的參數(shù)。具體研究內容包括：
　　本文設計了加熱試驗組及冷卻試驗組，通過加熱/冷卻試驗平板來研究壁面溫度對湍流邊界層及SWBLI的影響。試驗采用的非接觸式測量手段為基于納米粒子示蹤的平面激光散射技術（NPLS）及粒子圖像測速技術（PIV），研究了湍流邊界層流場的基本形態(tài)、加熱/冷卻效應下的湍流邊界層流場以及加熱/冷卻效應下的SWBLI流場。
　　本文數(shù)值研究配合試驗進行，在試驗臺各參數(shù)

3、的基礎上設立計算物理模型。計算模型為S?A單方程模型，并采用Fluent作為計算工具。通過改變計算算例的壁面溫度來定量分析改變壁面溫度條件時的邊界層流場位移厚度、動量厚度；細致分析了不同壁面溫度條件下的SWBLI流場分離點及再附點位置、分離區(qū)長度、壁面靜壓力分布、壁面摩擦系數(shù)分布。進一步探究了壁面溫度改變對邊界層流場及SWBLI流場的影響。本文數(shù)值研究同時考慮了入射激波強度對SWBLI流場的影響。
　　結合試驗與數(shù)值的結果，對加熱