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Interpretation of gas-film cooling against aero-thermal heating for high-speed vehicles

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2016年第12期37卷 1615-1630页

作者： Ming DONG Department of Mechanics Tianjin UniversityTianjin 300072China Tianjin Key Laboratory of Modern Engineering Mechanics Tianjin 300072China

The possible application of the film-cooling technique against aero-thermal heating for surfaces of high-speed flying vehicles is discussed. The technique has been widely used in the heat protection of gas turbine blades. It is shown in this paper that, by applying this technique to high-speed flying vehicles, the working principle is fundamentally different. Numerical simulations for two model problems axe performed to support the argument. Besides the heat protection, the appreciable drag reduction is found to be another favorable effect. For the second model problem, i.e., the gas cooling for an optical window on a sphere cone, the hydrodynamic instability of the film is studied by the linear stability analysis to observe possible occurrence of laminar-turbulent transition.

关键词： film cooling aero-thermal heating numerical simulation laminar-turbulenttransition linear stability analysis

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