C- -Re 高超声速三维边界层转捩预测模型
2021-10-20向星皓张毅锋袁先旭涂国华万兵兵陈坚强
航空学报 2021年9期
关键词:模型
向星皓,张毅锋,袁先旭,涂国华,万兵兵,陈坚强,2,*
1.中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室,绵阳 621000
2.中国空气动力研究与发展中心 计算空气动力研究所,绵阳 621000
高超声速三维边界层横流转捩的准确预测是高超声速飞行器气动设计面临的主要困难之一。由于飞行器三维曲面构型和飞行姿态角(攻角、侧滑角)的影响,边界层内往往存在与无黏流线方向垂直的流动分量,称为横流流动[1]。在真实飞行中,由横流速度拐点导致的横流失稳机制在三维边界层中普遍存在,并成为三维边界层转捩的主导因素[2]。
基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的转捩模型是解决转捩实际工程问题的重要手段。在高超声速横流转捩模型方面,王亮[3]提出了k-ω-γ新型湍流/转捩模型,对高超声速圆锥预测效果良好;周玲等[4]基于传统横流雷诺数判据对k-ω-γ转捩模型进行了改进;张毅锋等[5]改进的γ-Reθ t转捩模型实现了对零攻角尖锥、椭锥表面转捩阵面模拟;徐晶磊等[6]提出了KDO(Kinetic Dependent Only)单方程湍流/转捩一体化模型,实现了对椭球体、尖锥表面的转捩预测。此外,国内外进行了大量的低速横流转捩模型与判据研究[2,7],取得了较好的预测效果,但在高超横流转捩方面的模型研究较少。
目前高超声速横流转捩领域由于缺乏足够丰富的变参数试验结果,例如表面粗糙度、噪声等,高超声速横流转捩判据与预测模型的构建与应用遇到较大困难。本文采用线性稳定性分析eN方法对高超声速……
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