脉冲波作用下高超音速非定常流场的壁温效应.pdf

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1、第34卷第10期哈尔滨工程大学学报Vo1．34No．102013年10月JournalofHarbinEngineeringUniversi0et．2013脉冲波作用下高超音速非定常流场的壁温效应王振清，孟祥男，唐小军，吕红庆(哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：为了研究壁面温度对来流脉冲扰动下高超音速流动的影响，采用高阶有限差分格式数值模拟了绝热壁和3种等温壁条件下高超音速来流扰动非定常流场，并应用Fourier频谱分析讨论了不同壁温条件下扰动波在边界层的发展过程．结果表明，壁温对脉冲波作用下流场的影响主要集中在边界层，而对远离壁面的流场影

2、响较小，壁温不同表面密度和摩擦系数分布有明显的差异．同时，壁温条件对脉冲波作用下的高超音速边界层扰动波的发展有着显著地影响．关键词：高超音速；壁温；脉冲波；傅里叶频谱分析；扰动模态doi：10．3969／j．issn．1006-7043．201302015网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／23．1390．U．20130917．1058．005．html中图分类号：0354文献标志码：A文章编号：1006—7043(2013)10．1226—08Walltemperatureefectsonhypersonicunsteadyfl

3、owfieldundertheactionofpulsedisturbancewaveWANGZhenqing，MENGXiangnan，TANGXiaojun，LYUHongqing(CollegeofAerospaceandCivilEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Inordertoresearchtheeffectsofwalltemperatureonthehypersonicflowundertheactionofpulsedis．turbance．theun

4、steadyflowfieldonhypersonicstreamdisturbanceunderthreeisothermalwallsandadiabaticwallwassimulatedbythehigh—orderfinitediferenceformatvalue．Inaddition，Fourierfrequencyspectralanalysis(FF-SA)wasappliedfordiscussingthedevelopmentprocessofdisturbancewavesintheboundarylayerunderdifferentwallte

5、mperatureconditions．Theresuhsshowthat．theeffectsofwalltemperatureontheflowfieldundertheactionofpulsewavearemainlyconcentratedintheboundarylayer．whileithasalittleeffectontheflowfieldfarawayfromthewal1．Thesurfacefrictionfactoranddensityhaveapparentdifferencesatdifferentwalltemperatures．Fur．

6、thermore．walltemperatureconditionshaveasignificantinfluenceonthedevelopmentofdisturbancewavesinthehypersonicboundarylayerundertheactionofpulsewave．Keywords：hypersonicflow；walltemperature；pulsedisturbance；Fourierfrequencyspectralanalysis；disturbancemode高超音速飞行器绕流流场的精确模拟及其气动关注．IJi等研究了不同扰动形式对

7、层流一湍流转捩热力学特性的准确预测可以为飞行器气动布局、热及转捩位置的影响．Zhang等将连续微弱扰动引防护和飞行控制等方面的设计提供重要依据，是高人流场以引发转捩，讨论了边界层在不同形式扰动超音速飞行器研究和设计中的一个重要课题．过去下的层流一湍流转捩机理．Fedorov等。。研究了超音几十年，许多学者在高超音速流场的数值模拟和气速边界层对于来流声波扰动的敏感性，并探讨了来动热力学特性的预测方面做了大量的研究。．由流快声波扰动和慢声波扰动下的超音速边界层的响于扰动广泛存在于流场中并对流动特性产生显著地应．Zhong_8研究了