基于稳态射流控制的高超声速激波/湍流边界层干扰流动结构与非定常性研究

作     者：刘强 谢玮 罗振兵 孙明波 程盼 邓雄 周岩 Qiang Liu;Wei Xie;Zhenbing Luo;Mingbo Sun;Pan Cheng;Xiong Deng;Yan Zhou

作者机构：College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense Technology Changsha China Science and Technology on Scramjet Laboratory National University of Defense Technology Changsha China 

出 版 物：《Acta Mechanica Sinica》 (力学学报（英文版）)

年 卷 期：2023年第39卷第12期

页      面：22-35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] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.12202488 and 12002377) the Natural Science Program of National University of Defense Technology(Grant No.ZK22-30) Independent Cultivation Project for Young Talents in College of Aerospace Science and Engineering. 

主　　题：湍流边界层 直接数值模拟 稳态射流 增强效应 流动结构 边界层厚度 斯坦顿数 流动控制 

摘      要：对稳态射流作用下马赫6高超声速压缩拐角激波/湍流边界层干扰流动开展了直接数值模拟研究.表面摩阻系数、壁面压力、平均速度和温度、边界层厚度和斯坦顿数的分布等结果表明,激波/湍流边界层相互作用区的流动发生了显著变化.研究发现,垂直壁面的稳定射流对抑制流动分离没有任何作用,反而增加了其空间尺度.瞬时流动结构表明,在施加流动控制后,可以观察到湍流增强效应,并出现大量的类Görtler涡结构,但主激波强度降低.使用加权功率谱密度分析壁面脉动压力信号,我们发现了一件有趣的事情:尽管稳定射流抑制了分离激波引起的低频振荡现象,但射流激波附近的壁面脉动压力以低于0.1u∞/δref的频率振荡.相干性和间歇性因子的结果表明,这与射流激波本身的往复运动有关.