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题名斜激波与内凹半圆柱面无粘相互作用
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作者
闫波
洪雨婷
李一鸣
李祝飞
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机构
中国科学技术大学工程科学学院近代力学系
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出处
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期99-113,共15页
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基金
国家自然科学基金(12172354,U21B6003)。
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文摘
针对三维内转式进气道流动中激波入射内凹壁面主导的复杂波系干扰问题,采用斜激波入射内凹半圆柱面的简化构型,在来流马赫数为6的条件下,通过无粘数值模拟结合理论分析,研究了激波角β_(i)=14°~29°的斜激波在内凹半圆柱面反射形成的三维流场。结果表明,流场对称面均会出现显著高于二维情况的逆压梯度。当β_(i)≤25°时,从侧壁到对称面,斜激波经历了从马赫反射(MR)到规则反射(RR)的转变,形成了MR-RR型流场,转变点处产生的桥激波向对称面延伸,桥激波在对称面反射后产生的压力峰值高于二维斜激波反射;当β_(i)≥25°时,斜激波在侧壁和对称面均发生马赫反射,形成了MR-MR型流场,两种马赫反射分界点处产生的桥激波向侧壁发展,侧壁气流在对称面相撞后产生的压力峰值高于正激波后的压力;当β_(i)=25°时,流场存在MR-RR型和MR-MR型双解现象。通过降维分析理论,揭示了两类流场中转变点和分界点的形成机制,并厘清了桥激波的产生原因和初期演化特征。当β_(i)≥18°时,无粘激波干扰所主导的侧壁气流加剧向对称面汇聚,并在对称面附近产生流向涡对。无粘分析获得的认识,有助于揭示内转式进气道中流动汇聚和流向涡对等现象的形成机理。
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关键词
内转式进气道
斜激波
内凹半圆柱面
三维激波干扰
马赫反射
规则反射
流向涡对
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Keywords
Inward-turning inlet
Oblique shock wave
Concave cylinder
Three-dimensional shock in⁃teractions
Mach reflection
Regular reflection
streamwise counter-rotating vortex pair
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分类号
O357.42
[理学—流体力学]
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题名斜激波入射内凹半圆柱面湍流边界层数值模拟
被引量：1
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作者
洪雨婷
闫波
黄琪
李祝飞
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机构
中国科学技术大学工程科学学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期80-90,共11页
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基金
国家自然科学基金(12172354,11621202)。
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文摘
针对三维内转式进气道中的激波/边界层干扰问题,提出了斜激波入射内凹半圆柱面的简化模型,在来流马赫数为6的条件下,采用数值模拟研究了气流偏转角θ=6°~14°的斜激波与内凹半圆柱面边界层的相互作用。结果表明,从上游至下游,斜激波与内凹半圆柱面干扰产生了以扫掠、入射及反射为主要特征的流动结构。斜激波扫掠内凹半圆柱面边界层诱发流动分离,分离激波与入射激波的干扰类型均从马赫反射转变为规则反射,不满足经典扫掠流场的准锥形特征。扫掠过程中产生的不断增厚的低能流向对称面汇聚,并进入由斜激波入射产生的分离区内,使得分离区长度增加。随着θ的增大,分离区的流谱呈现不同的形态,当θ≥10°时,低能流在对称面撞击后形成流向涡对,当θ=14°时,流谱中的旋风涡消失。当入射激波反射后,低能流集中在对称面处,其高度沿流向持续增加。随着θ的增大,内凹半圆柱面出口截面的总压恢复系数减小,而低能流区的总压恢复系数略有增大。
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关键词
斜激波
内凹柱面
激波/边界层干扰
流动分离
流向涡对
低能流
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Keywords
Oblique shock wave
Concave cylinder
Shock wave/boundary-layer interactions
Flow separation
streamwise counter-rotating vortex pair
Low-momentum fluid
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分类号
O357.4
[理学—流体力学]
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