王锁柱，吴 乔，刘文伶，李 强，张立坤

（北京航天长征飞行器研究所，北京，100076）

0 引 言

对于各类飞行器，表面摩擦阻力在总阻力中占有一定的比例，特别是在大气层内长时间高空飞行时摩阻占比较大，提升飞行器性能和节约能源消耗的途径之一是尽量减小表面的摩擦阻力。因此以减阻为目的的转捩和湍流控制因其广阔的应用前景而成为湍流研究的热点。壁面在展向的高频振动是一种有效抑制湍流活性的减阻手段，作为一种主动控制方法，它不需要信息反馈，受到了人们的重视。自20世纪90年代以来，国内外开展了一系列壁面展向振动对壁湍流影响的数值模拟和试验研究。

Jung等[1]首先采用槽道湍流的直接数值模拟（DNS）结果证实了壁面展向振动减阻的有效性，随后Laadhari等[2]采用试验方法进一步证实了该方法的有效性。Choi等[3,4]研究结果表明，壁面展向运动会产生负展向涡，使得流向速度减小并阻碍近壁区域流向涡的拉伸，从而使壁面摩擦阻力显著减小，最大能够达到45%左右的阻力降低。Trujillo等[5]和Bogard等[6]试验研究表明，展向壁面振动可以消除近壁条带结构，从而抑制了上掠和下扫事件的频率，达到减小壁面阻力的效果。

黄伟希等[7]采用DNS研究了壁面展向周期振动的不可压缩槽道湍流，发现湍流受到抑制、壁面摩擦阻力减小，并通过雷诺应力输运方程的分析揭示了压力变形项在湍流抑制中的关键作用，获得的平均壁面减阻率为35%。许春晓等[8]对壁面展向周期运动的槽道湍流进行了大涡模拟，考察了不同亚格子模型对非定常湍流的模拟能力。……