跨音速风洞洞壁干扰修正方法
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摘要
风洞是飞行器研制和空气动力学研究的最基本设备,大部分的实验研究都需要在风洞内进行。跨声速风洞与其他风洞相比,最显著的特点就是壁面采用了开孔或者开槽的方式(本文主要研究开孔风洞)来减小激波干扰以及洞壁附面层增长。这也使得风洞壁面处的流动变得复杂,给洞壁干扰修正增加了相当的难度。实验表明,跨音速风洞的洞壁干扰量几乎与雷诺数效应相当,甚至更大,所以进行跨音速风洞的洞壁干扰修正尤为重要。为了进行跨音速风洞的洞壁干扰修正,我们采用计算流体力学的方法,仔细研究了开孔壁壁面流动,深入探讨了孔两侧压差、自由来流马赫数、试验段附面层位移厚度、孔的深径比、以及孔的倾斜角对孔内及其附近流动的影响情况,总结出跨声速风洞开孔壁壁面流动的特性,并结合相关流动理论建立起开孔壁壁面流动模型,最后使用建立的壁面流动模型替代跨音速风洞的透气壁边界条件,应用于跨音速风洞的洞壁干扰修正中。该方法大大简化了开孔壁面的复杂流动情况,提高洞壁干扰修正的准确度。建立的透气壁壁面流动模型具有普适性,能够应用于各种跨音速风洞。
引文