二元前体边界层转捩研究

发布时间：2017-08-03 09:36

  本文关键词：二元前体边界层转捩研究

  更多相关文章： 二元进气道前体 边界层转捩 风洞实验 压力扰动 引气通道 数值仿真

【摘要】：本文主要通过风洞实验和数值仿真的方法研究了二元进气道前体的边界层转捩,并提出和开展了一种基于压力扰动的边界层转捩气动控制方法研究。首先开展了二元进气道前体在Ma3.0下的边界层转捩风洞实验和仿真研究。研究结果表明:由动态压力传感器测得的动态压力值获得的RMSE值沿流向上随着边界层变化而变化,通过该测量方法可以基本判定出边界层转捩的位置;边界层转捩位置随着攻角增大而后移;在风洞来流条件下,对5°斜板进行三维仿真研究,仿真结果与实验结果具有较高的吻合度。其次,研究了二元进气道前体的几何参数、来流参数等对边界层转捩的影响规律,研究结果表明:来流湍流度增大,转捩位置提前;转捩前第二道斜激波角度越大,波后转捩位置越靠近激波位置;激波位置向前移动,转捩位置也会随之前移,但两者距离增大;当前缘半径增大时,转捩位置先基本不变然后延迟;三维仿真得到的转捩位置较为二维转捩位置靠后,同时靠近边缘处转捩位置较为靠后。最后,提出一种基于压力扰动的二元前体边界层转捩控制方法并开展规律性研究,结果表明:等直引气通道宽度越宽,气流流通性越好,转捩位置越靠前;通道出口宽度越小,出口流量越小,转捩位置越靠后;通道进口宽度越小,通道内损失越小,转捩位置越靠前;通道出口向前缘移动,转捩位置会相应的有所提前,当出口位置向前移动到一定程度时,通道内损失增大,出口处扰动过低,转捩位置较自然转捩延迟;有引气通道作用下的转捩位置随着前缘钝化、攻角的增大与无引气通道变化规律一致,但是变化幅度小。
【关键词】：二元进气道前体 边界层转捩 风洞实验 压力扰动 引气通道 数值仿真
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V211.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-25
• 1.1 研究背景14-15
• 1.2 转捩问题的研究现状15-23
• 1.2.1 转捩的理论研究15-17
• 1.2.2 转捩的数值模拟研究17-19
• 1.2.3 转捩的实验研究19-21
• 1.2.4 强制转捩研究21-23
• 1.3 本文主要研究工作23-25
• 第二章 仿真模型及算例验证25-30
• 2.1 仿真方法25-26
• 2.2 算例验证26-29
• 2.3 小结29-30
• 第三章 二元前体转捩实验30-43
• 3.1 实验模型30
• 3.2 测量参数与实验处理方法30-31
• 3.3 实验设备31-33
• 3.3.1 高速风洞31-32
• 3.3.2 测量系统32-33
• 3.4 实验结果及分析33-40
• 3.4.1 不同采样频率下实验结果分析33-39
• 3.4.2 不同攻角下实验结果分析39-40
• 3.5 数值仿真研究40-42
• 3.5.1 网格与计算方法40
• 3.5.2 三维仿真结果分析40-41
• 3.5.3 仿真结果与实验结果对比41-42
• 3.6 小结42-43
• 第四章 来流条件及几何参数对前体转捩的影响43-53
• 4.1 几何模型及网格划分43-44
• 4.2 来流湍流度对转捩位置的影响44-45
• 4.3 前缘钝化半径对转捩的影响45-46
• 4.4 第二道斜激波的强度及位置对转捩的影响46-48
• 4.4.1 第二道斜激波的强度对转捩的影响46-47
• 4.4.2 第二道斜激波的位置对转捩的影响47-48
• 4.5 三维效应对转捩的影响48-52
• 4.5.1 三维模型设计48-50
• 4.5.2 仿真结果分析与对比50-52
• 4.6 小结52-53
• 第五章气动控制对边界层转捩的影响研究53-73
• 5.1 二维气动控制方法及其相关研究53-56
• 5.1.1 压力点处压差的影响53-55
• 5.1.2 压力点位置的影响55-56
• 5.2 二维引气通道设计56-57
• 5.3 引气通道几何参数的影响57-63
• 5.3.1 引气通道宽度的影响57-60
• 5.3.2 引气通道进出口尺寸的影响60-62
• 5.3.3 引气通道出口位置的影响62-63
• 5.4 外界因素影响下引气通道的工作特性63-68
• 5.4.1 钝化半径变化下引气通道工作特性64-66
• 5.4.2 攻角变化下引气通道的工作特性66-68
• 5.5 三维气动控制设计及其对转捩的影响68-71
• 5.5.1 三维模型设计及网格尺寸68-69
• 5.5.2 三维仿真结果分析与对比69-71
• 5.6 小结71-73
• 第六章 结论与展望73-75
• 6.1 主要结论73
• 6.2 工作展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文79

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孙振旭;赵晓利;宋婧婧;杜特专;;关于一个新型转捩模式的研究与应用[J];应用数学和力学;2009年12期

2 郑国锋;风洞流场扰动和转捩区流场的相关性分析[J];空气动力学学报;1993年03期

3 王新军;李宁;;转捩中平均流剖面对扰动波演化的影响[J];天津大学学报;2007年11期

4 苏彩虹;周恒;;超音速和高超音速有攻角圆锥边界层的转捩预测[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2009年06期

5 蓝吉兵;谢永慧;张荻;;低压高负荷燃气透平叶片边界层分离转捩数值模拟与流动控制[J];中国电机工程学报;2009年26期

6 潘，

本文编号：613689