一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法技术

技术编号:41280003 阅读:29 留言:0更新日期:2024-05-11 09:30
本发明专利技术公开的一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,属于航空航天领域。根据计算网格和来流参数,以原始的γ‑Re<subgt;θ</subgt;转捩模型为基础框架,构造与分离流动和强逆压梯度有关的压力梯度修正函数,对分离诱导间歇因子γ<subgt;sep</subgt;进行修正,提高分离区和强逆压梯度流动下湍动能的生成。以湍动能生成项与耗散项比值构造修正函数,用于增大比耗散率输运方程的耗散项,以增大湍流长度尺度来直接反映强逆压梯度下边界层内湍动能的影响,从而实现γ‑Re<subgt;θ</subgt;转捩模式在强逆压梯度分离流动下的预测功能,准确预测强逆压梯度下分离泡的大小和再附点位置,使得尾迹区流动快速转捩为湍流,能够在高超声速凹腔诱导边界层转捩预测中获得满意效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,属于航空航天领域。


技术介绍

1、边界层转捩预测与控制在航空航天领域具有广泛的应用背景,这主要是因为层流流动和湍流流动在摩擦阻力、噪声、热交换和掺混等方面有巨大差别,以空天飞机为例,表面保持层流时有效载荷与总重之比是全湍流时的二倍以上。在高超声速飞行器绕流中,边界层转捩是一个重要的流动现象。它主要影响飞行器的摩擦阻力、气动加热、进气道质量捕获、发动机内燃料掺混和燃烧等。相对于层流而言,湍流区的表面热流显著增加,因此需要在湍流区增强热防护以保证飞行器安全。由于热防护系统自重较大,转捩提前将极大降低飞行器的有效载荷。

2、在实际工程中,边界层转捩对高超声速飞行器气动设计具有重要影响,对于高超声速飞行器,粗糙元诱导转捩是重要的转捩形式之一。由于高温烧蚀剥离、部件安装缝隙以及材料的不均匀膨胀等,会使得飞行器表面产生局部凸起或凹陷,这些凸起和凹陷会进一步诱导边界层转捩。

3、研究表面凹腔诱导边界层转捩的方法主要有风洞实验、工程转捩准则、基于线性稳定性的en方法、大涡模拟方法(les本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,其特征在于,根据模型外形尺寸搭建计算网格;根据网格和来流参数,以原始的γ-Reθ 转捩模式为基本框架,通过构造压力梯度修正函数,对其中的分离诱导间歇因子进行自动修正,以湍动能生成项与耗散项比值构造修正函数,用于增大比耗散率ω输运方程的耗散项,以增大湍流长度尺度来直接反映强逆压梯度下边界层内湍动能的影响,从而实现γ-Reθ 转捩模式在强逆压梯度分离流动下的预测功能。

2.如权利要求1所述的一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,其特征在于,γ-Reθ 转捩模式的输运方程为:

3.如权利要求2所述的一种适用于...

【技术特征摘要】

1.一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,其特征在于,根据模型外形尺寸搭建计算网格;根据网格和来流参数,以原始的γ-reθ 转捩模式为基本框架,通过构造压力梯度修正函数,对其中的分离诱导间歇因子进行自动修正,以湍动能生成项与耗散项比值构造修正函数,用于增大比耗散率ω输运方程的耗散项,以增大湍流长度尺度来直接反映强逆压梯度下边界层内湍动能的影响,从而实现γ-reθ 转捩模式在强逆压梯度分离流动下的预测功能。

2.如权利要求1所述的一种适用于高超声速凹腔诱导边界层转捩的预测方法,其特征在于,γ-reθ...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵瑞张绪樊宇翔
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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