超声速湍流边界层与圆柱相互作用试验

作     者：冈敦殿 易仕和 米琦 牛海波 GANG Dundian;YI Shihe;MI Qi;NIU Haibo

作者机构：国防科技大学空天科学学院长沙410073 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第1期

页      面：116-123页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2019YFA0405300) 国家自然科学基金(11902354)。 

主　　题：超声速圆柱绕流 激波/边界层相互作用 非定常特性 压力脉动 NPLS 

摘      要：在超声速风洞中开展了湍流边界层与圆柱相互作用流场研究,试验马赫数为3.4和3.8。圆柱安装在试验段底板上,安装位置的边界层为充分发展的湍流边界层,研究了圆柱直径和高度对流场结构和压力脉动的影响。采用基于纳米示踪的平面激光散射(NPLS)技术获取了流向和展向流场精细结构,激波系和马蹄涡结构均可清晰分辨。通过展向流场图像可以发现干扰区内激波与湍流结构的相互作用具有明显的非定常性。采用动态压力传感器测量了圆柱前方相互作用区域的压力脉动特性,在激波足区域压力呈现11~38 kHz的宽频分布,推测主要由激波足与涡结构相互作用及滞止区涡结构的破碎引起。随着圆柱高度的增加,激波足附近测点对应的特征频率有所降低;上游测点则发现了0~3 kHz低频区能量的增强,这主要是由分离区引起的,表明在一定高度范围内高度的增加增强了流动分离。