国家重点基础研究发展计划(2009CB72414)
- 作品数:5 被引量:41H指数:5
- 相关作者:阎超孔维萱周玲赵瑞更多>>
- 相关机构:北京航空航天大学北京航天长征飞行器研究所更多>>
- 发文基金:国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域:航空宇航科学技术理学更多>>
- γ-Re_θ模式应用于高速边界层转捩的研究被引量:10
- 2013年
- 应用γ-Reθ转捩模式对超声速、高超声速边界层转捩进行数值模拟。γ-Reθ模式通过求解关于当地雷诺数和间歇因子两个输运方程给出转捩起始位置和转捩区长度等信息。本文对马赫数3.5至7范围内的四种算例进行计算,研究了来流雷诺数、攻角变化和头部钝化半径等关键参数的变化对γ-Reθ模式预测流动转捩性能的影响。给出了壁面摩擦阻力系数、热流值与实验值的对比以及壁面附近间歇因子等值线分布等计算结果。γ-Reθ模式能够正确预测攻角和钝化半径变化时转捩位置和流动参数的变化趋势;在较大雷诺数时计算结果与实验值吻合很好。γ-Reθ模式对于超声速或高超声速边界层转捩的模拟仍需修正和改进。
- 孔维萱阎超赵瑞
- 关键词:转捩超声速高超声速
- 转捩模式与转捩准则预测高超声速边界层流动被引量:18
- 2016年
- 对原始的k-ω-γ转捩模式和"层流+转捩准则"模型进行了改进,在2种方法中分别增加了横流模态时间尺度和横流转捩准则用于预测横流失稳诱导转捩。通过对网格预处理可并行计算获得边界层外缘信息以及边界层内横流速度。采用不同雷诺数条件下的0°攻角尖锥以及HIFiRE-5外形对2种方法预测高超声速边界层转捩的性能进行了比较分析。研究结果表明,2种方法均能正确反映高超声速边界层转捩起始位置和转捩区长度随雷诺数的变化趋势,但不能捕捉转捩区热流峰值;"层流+转捩准则"模型计算得到的传热系数在全湍流区较k-ω-γ转捩模式偏高。对于同时存在流向不稳定和横流不稳定的HIFiRE-5外形,改进的k-ω-γ转捩模式和改进的"层流+转捩准则"模型相比于原始的模型均能更加准确地预测中心线两侧横流失稳诱导形成的转捩;对于中心线附近因速度剖面拐点引起的边界层转捩,"层流+转捩准则"模型由于与边界层厚度相关,预测得到的转捩位置较试验结果靠前,k-ω-γ转捩模式与试验结果吻合很好。
- 周玲阎超郝子辉孔维萱周禹
- 关键词:高超声速边界层转捩
- 高超声速飞行器前体边界层强制转捩数值模拟被引量:6
- 2014年
- 边界层强制转捩是保证超燃冲压发动机进气道正常启动的关键技术之一,k-ω-γ转捩模式是适用于高超声速边界层转捩预测的方法。为研究该方法对边界层强制转捩的预测性能及不同转捩带对边界层强制转捩的影响特征,对原始的k-ω-γ转捩模式进行了壁面温度影响修正,采用修正的k-ω-γ转捩模式对高超声速飞行器进气道前体边界层强制转捩进行数值分析,计算了光滑外形、钻石型转捩带外形和斜坡型转捩带外形在马赫数Ma=6,7条件下的边界层转捩,并与试验结果进行了对比。研究结果表明,修正的k-ω-γ转捩模式对边界层强制转捩具有较好的预测能力,计算得到的转捩起始位置与试验结果基本吻合。两种转捩带强制转捩效果明显,其中:钻石型转捩带产生的扰动强于斜坡型转捩带,且转捩区长度较斜坡型转捩带短;斜坡型转捩带在控制边界层流动分离、减小流动横向溢出效果上优于钻石型转捩带。
- 周玲阎超孔维萱
- 关键词:高超声速飞行器边界层壁面温度
- k-ω-γ模式对转捩影响因素的预测性能研究被引量:5
- 2015年
- 高超声速边界层转捩的准确预测对飞行器的防热、减阻至关重要,而影响高超声速边界层转捩的因素众多.从模式角度出发研究边界层转捩的影响因素,采用k-ω-γ转捩模式对5?圆锥的边界层转捩进行了数值分析,计算了不同头部钝度、来流雷诺数和湍流度情况下的边界层转捩,并与实验结果进行了对比.研究结果表明:k-ω-γ转捩模式基本能够反映头部钝度、来流雷诺数、来流湍流度对高超声速圆锥边界层转捩的影响规律,但对转捩后的热流峰值预测不准;从模式构造角度分析发现,雷诺数越高或头部钝度越小,层流区边界层越薄,k-ω-γ转捩模式中第一、第二模态时间尺度增大,因此转捩起始位置提前;来流湍流度越大,等效脉动动能初值越大,导致层流区发展过程中等效脉动动能越大,因此转捩易于发生.
- 郝子辉阎超周玲
- 关键词:转捩圆锥
- 壁面温度条件对边界层转捩预测的影响被引量:8
- 2013年
- 边界层的转捩预测是高超声速飞行器气动力和热防护设计的关键问题之一。基于此,研究了壁面温度条件对采用转捩模式预测边界层转捩的影响,对k-ω-γ转捩模式的时间尺度和间歇因子生成项进行了修正。在非湍流脉动概念所模化的不稳定扰动时间尺度中,考虑了壁面温度条件对流动转捩的影响,引入壁面冷却对不稳定扰动最大增长率、临界雷诺数等量的模化。采用修正后的k-ω-γ转捩模式计算高超声速小球头锥零迎角流动转捩问题,通过与稳定性分析和原始k-ω-γ转捩模式计算结果的对比,发现改进后的模式在绝热和等温两种壁温条件下,能够较为准确地模拟第一模态和第二模态的不稳定频率、最大增长率,并能正确预测转捩位置。
- 孔维萱阎超赵瑞
- 关键词:壁面温度边界层高超声速流动