摘要
由于明显的工程研究意义,湍流平板流动是气动光学领域问题的重点研究对象.本文从流体力学和光学工程学科交叉的角度,采用基于WCNS-E-5方法的程序,对波纹诱导的Ma∞=2.9的湍流平板边界层壁面热条件的影响下的气动光学效应进行定量分析.首先介绍了物理模型并进行数值方法验证,然后定量分析了对壁温变化导致的气动光学效应变化,并引入基于SRA(强雷诺比拟)理论的解析解进行验证,结果吻合较好,可见壁面冷却可以改善气动光学性能.然后对平板上气动窗口布置策略进行讨论,考虑了壁面热环境及成像质量的因素,指出将气动窗口布置于湍流段更为合理;后对比了不同平板段壁温冷却对湍流段气动窗口成像质量的影响.本文对壁面温度变化的超声速湍流边界层数值模拟进行了深入研究,对工程中气动窗口布置及壁面冷却方案具有参考价值.
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