高超声速湍流流动磁流体动力学控制机理

作     者：罗仕超 吴里银 常雨 Luo Shi-Chao;Wu Li-Yin;Chang Yu

作者机构：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所绵阳621000 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第21期

页      面：213-222页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(批准号:2019YFA0405203 2019YFA0405200)资助的课题 

主　　题：磁流体动力学 湍流边界层 多场耦合 流动控制 

摘      要：基于低磁雷诺数假设建立完全气体湍流流场、磁场耦合模型.数值计算方法上,通过AUSMPW+格式和LUSGS隐式处理方法求解磁流体动力学湍流流动方程,其中湍流模型采用Spalart-Allmaras模型.分析了不同外加磁场条件下平板及压缩拐角湍流边界层流动控制效果.研究表明:湍流边界层磁流体动力学流动控制效果与洛伦兹力大小正相关;外加磁场作用下,洛伦兹力的方向和流动方向相反,此时洛伦兹力起到减速的作用,减少了近壁面流体的动量,降低了边界层抵抗分离的能力;逆流向洛伦兹力减小了壁面的剪切应力,从而降低湍流流场壁面摩擦阻力系数,洛伦兹力对流体做负功,边界层内温度增加;磁相互作用位置对磁流体动力学分离区控制效果存在较大影响,工程应用中需配置合理的磁场布局方案.