考虑壁面烧蚀的高超声速飞行器边界层转捩预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑壁面烧蚀的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，包括：确定飞行器自由来流条件，飞行器几何外形及壁面烧蚀模型；根据给出的飞行工况，考虑壁面烧蚀边界条件，通过求解Navier‑Stokes方程计算对应工况的基本流场；采用LST)立线性稳定性分析方程，并考虑线化壁面烧蚀条件，对基本流场进行流动稳定性分析，获得不同频率小扰动的扰动增长率分布；根据得到的扰动增长率分布，采用e‑N方法，计算不同频率扰动沿流向的放大因子N值的包络线，对比经验转捩N值，预测出转捩位置。本发明专利技术中考虑壁面烧蚀作用的基本流场计算以及稳定性分析，符合高超声速飞行器飞行过程中的流动状态，能够更准确的预测边界层转捩预测位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空航天，特别是涉及一种考虑壁面烧蚀效应的高超声速飞行器边界层转捩预测方法。

技术介绍

1、在高超声速飞行器的飞行过程中，由于飞行器周围空气的可压缩效应以及激波与粘性效应的共同作用，其表面温度会急剧升高，导致飞行器结构面临严重的热负荷挑战，需要相应的热防护措施以降低壁面摩阻与热流。烧蚀热防护作为一种典型的热防护方式，通过壁面反应，将烧蚀产物引射入边界层，增加边界层厚度，改变边界层形状，这会对边界层转捩位置产生显著影响。边界层转捩后壁面热流会显著增加，通常可达3-5倍，对气动热的影响十分显著，因此准确预测转捩位置可以为飞行器气动布局优化和热防护系统设计提供重要的理论支撑。

2、目前学界更多的关注壁面烧蚀作用对飞行器壁面摩阻、热流动影响，而关于烧蚀作用影响飞行器转捩位置的研究还不充分，需要进一步对其展开研究。考虑到转捩实验对实验条件要求较高，成本昂贵，因此，建立一种考虑壁面烧蚀效应的高超声速飞行器边界层的转捩预测方法是有必要的。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本专利技术考虑壁面烧蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑壁面烧蚀的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，其特征在于，步骤S2中：基于壁面烧蚀模型建立飞行器壁面烧蚀边界条件，包括：

3.根据权利要求1所述的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，其特征在于，步骤S3中，采用线性稳定性理论建立线性稳定性分析方程，包括：

4.根据权利要求1所述的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，其特征在于，步骤S4中，对不同频率小扰动的扰动增长率沿流向进行积分，得到不同频率小扰动的放大因子N值沿流向的分布；积分公式如下：

【技术特征摘要】

1.一种考虑壁面烧蚀的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的高超声速飞行器边界层转捩预测方法，其特征在于，步骤s2中：基于壁面烧蚀模型建立飞行器壁面烧蚀边界条件，包括：

3.根据权利要求1所述的高超声速飞行器边界层转捩预...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩宇峰，马硕鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：