后掠激波%2f边界层干扰探究.pdfVIP

后掠激波／边界层干扰研究。 量 邓学蓥 (北京航空航天大学，北京，1000s3) 摘要奉文综述了应用分区分析方法和相关分析方法研究后辕激波／边界层干扰的复杂流动现象、结构、特 性和物理机理．分析了该领域研究的基本框槊和研究思路，还指出了后掠澈渡／边界层干扰领域中应重点解 决的同题和今后研究发展方向． 荚■词：激波／边界层干扰，后掠激渡，相关分析，分区分析 1．引言 后掠激波／边界层干扰(简称后掠干扰)是高速流动中常见的现象，在工程中具有十分重 要的应用价值．该领域研究的主要困难来自两方面：首先，干扰流场的形态和流动结构过于 复杂．以至让人不知从何八手进行研究．其次，影响干扰流动特性的参数繁多。近二十几年 来， 层干扰研究的进展”’～，他们着重讨沦所揭示的干扰现象．提供大量研究数据和信息，颇为 全面地总结了利用实验、数值模拟和分析理论对该领域的谙方面进行研究取得的各种结果． 本文将以该领域研究的总体框架为线索，以如何克服上述两大困难为主耍内容，着重总结应 用分区分折和相关分析方法研究复杂干扰流动现象、结构和特性以及探索干扰机理上取得的 进展． 2．后掠激波／边界层干扰流动的基本形态、结构和分析框架 就整个后掠干扰流场来说是～个具有复杂流动结构的三维流场，如果从物面干扰流动形 惫八手，往往可将整个干扰流场划分为若干个特征区，在每个区内的流动结构和特性变化较 ● 为简单但各区的变化规律和控制参数又互不相同。所以整体来看十分复杂，但分区来看则颇 为简单．这就是复杂干扰流场分区分析方法的基本思想。 2，1后掠干扰中的两类基本干扰形态一柱形／锥形干扰特征区 表现为如图l所示的两类：一类是以上游影响线发展成平行于模型角线为特征的．称其为柱 形干扰(图1a)；另一类则是以上游影响线发展为和模型角钱戍某一角度的射线为特征的，称 其为锥形干扰(图1b)。整个干扰流场可依其特性划分为四个区域，这里的柱形干扰区和锥形 干扰区都是由起始发展区@经过～定的起始发展长度Li后惭近形成的。由于起始发展区的存 在，锥形干扰区的顶点并不和通常锥形流中的模型顶点相重合，而是位了：上游影响线的延长 线上称为虚锥点如图ib所示．柱形／锥形干扰区都具有准二维特性，以这一物理特性为基础 建立分析柱形／锥形干扰特性的坐标框架。由于这样建立的坐标系具有十分明确的物理含义， ● 所以这一柱形／锥形坐标框架的应用将不仅使该区干扰流动特性的定量分析和描述大为简 ·国家自然科学基金和高等学校博士学科点专项科研基金资助项目 化，而且更易于揭示干扰流动规律；阳机理 ● 3)桂彤特征区 b)锥形特征区 图l 两类老；本干扰特征区 2．2后掠激波接近脱体状态下的千扰形态～混合干扰和伪柱形干扰特征区 列于尖缘舵引起的锥形干扰形态，当其激波角岛足够大时(例如∥。／∥。…={)．8)，廖 锦华和邓学蓥的研究发现14I，锥形于扰形态壮：转变为混合于扰形态．其形态特点：g：上游影响 线和主分离线平行，且分别与无粘激渡}{{交于不同点。当激渡角进一步增加(例如』70／∥o。。 ；09】_混合干扰形态将进一步转变为伪柱形干扰形态，其特点是上游影响线．￡：；}离线和 无牯激坡在乎板上的交线都互栩平行。j噩类干扰形态在形式上与柱形f扰颇为相似，但在特 性和形戎机理上都是具有本质区别。 2 3锥嘭干扰的空间流动结