采用邊界層理論與斜激波/膨脹波精確算法,建立一種結(jié)合Eckert參考溫度法和Illingworth-Stewartson變換法優(yōu)勢的邊界層權(quán)重算法,用于研究超聲速黏性楔面邊界層位移厚度對斜激波極值規(guī)律的影響。分別應(yīng)用層流NavierStokes方程和湍流Navier-Stokes方程的CFD解算器對邊界層新模型進(jìn)行了算例精度評估。在來流馬赫數(shù)為1.2～2.4和楔面角為3°～20°的范圍內(nèi),壓強(qiáng)比的相對誤差小于0.1%。計(jì)入層流與湍流邊界層影響的理論模型研究表明,邊界層影響使得最優(yōu)馬赫數(shù)增加;對于層流邊界層,最優(yōu)馬赫數(shù)增量約為0.001 5～0.003 3;對于湍流邊界層,最優(yōu)馬赫數(shù)增量約為0.002 8～0.006 1。 

【文章來源】：航空學(xué)報(bào). 2019,40(12)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

超聲速楔面黏性流動(dòng)的激波結(jié)構(gòu)

式中：為不可壓層流邊界層位移厚度；為不可壓縮層流邊界層動(dòng)量厚度。求導(dǎo)可得θΔ，與式（7）完全一致。式（8）要求邊界層外流動(dòng)參數(shù)沿邊界層發(fā)展方向變化不大。楔面激波模型的激波后的流場參數(shù)受邊界層影響不是很大，滿足IST方法的計(jì)算要求。1.3.2 湍流邊界層計(jì)算方法

二維超聲速楔面黏性流動(dòng)的計(jì)算網(wǎng)格如圖3所示，采用非等距四邊形網(wǎng)格。網(wǎng)格拓?fù)浒ǎ号c壁面平行的邊界層網(wǎng)格，與激波平行的邊界層外區(qū)域網(wǎng)格。沿壁面方向網(wǎng)格尺度最小為2×10-5 m，線性增長，增長率為1.2，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處約為2×10-3 m；垂直壁面方向網(wǎng)格尺度最小為4×10-7 m，線性增長，增長率為1.2，數(shù)據(jù)采集點(diǎn)處約為7×10-4 m。網(wǎng)格區(qū)域大小為0.4m×1.2m，總數(shù)為177×170；加密區(qū)域?yàn)榧げê捅诿娓浇�，大小�?.03m×0.02m，數(shù)目為51×49。所有黏性CFD計(jì)算中，單位雷諾數(shù)Reus=3.5×107/m；所有CFD計(jì)算中，激波強(qiáng)度采集位置xe≈0.085m。2.2 理論模型中膨脹波部分的優(yōu)化


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