【摘 要】
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目的:临近空间中下层巡航的新一代高超声速飞行器面临着高马赫数激波/湍流边界层干扰的问题.本文旨在探讨磁场/电弧放电耦合作用因素(焦耳热作用、放电参数、磁场强度、电弧
【机 构】
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Science and Technology on Scramjet Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 4
【出 处】
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浙江大学学报（英文版）（A辑：应用物理和工程）
论文部分内容阅读
目的:临近空间中下层巡航的新一代高超声速飞行器面临着高马赫数激波/湍流边界层干扰的问题.本文旨在探讨磁场/电弧放电耦合作用因素(焦耳热作用、放电参数、磁场强度、电弧作用流向位置和壁面距离等)对高马赫数工况下激波/湍流边界层干扰控制的影响,并提出激波/湍流边界层干扰洛伦兹力控制能力的参数表征,以揭示电磁控制的原理和能力.创新点:1.建立低磁雷诺数假设下的激波/湍流边界层干扰数值模拟方法,对高超声速激波/湍流边界层干扰进行电磁控制,总结分析控制类型与控制机理,并根据仿真结果提出最佳控制参数建议.2.建立针对激波/湍流边界层干扰的磁控能力预测参数,以指导高超声速飞行器典型激波/湍流边界层干扰的磁控设计.方法:1.建立低磁雷诺数假设下的激波/湍流边界层干扰数值模拟方法,并分别对电磁力控制边界层、激波/湍流边界层干扰和湍流边界层速度剖面进行计算,验证使用方法的可靠性和有效性.2.采用相关实验的电磁激励器的半经验模型,对二维稳态假设下的激波入射平板进行数值模拟,并研究电磁输入参数对分离区大小的影响.3.通过理论分析,建立针对激波/湍流边界层干扰的磁控评价参数,并通过不同磁控强度下的数值仿真进行验证.结论:1.四种电磁控制类型的控制机理和控制效果不同;电磁控制区位于分离泡内的等压区且距离壁面越近对减弱激波/湍流边界层干扰分离的效果越好.2.电磁控制后等压区压力梯度与外加电磁力处于同一量级且呈近似线性关系.3.本文所提出的磁控参数的物理意义更加明确,可进一步应用于对不同工况下激波/湍流边界层干扰分离控制的预测.
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