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空天技术2024年第03期:高超声速逆压梯度效应对壁面动载荷的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈新元;王丹;赵小见;杨党国;周国成;

单位:北京理工大学宇航学院;国家国防科技工业局经济技术发展中心;中国空气动力研究与发展中心空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室;中国航空工业空气/动力研究院低雷诺数航空科技重点实验室;

摘要:高超声速激波边界层干扰是高超声速飞行器壁面强动载的主要诱因,逆压梯度的存在进一步加剧了壁面动载荷环境的复杂程度。以平板加钝舵模型为研究对象,采用风洞脉动压力试验方法为技术手段,通过设计不同角度的钝面角度模拟不同强度的逆压梯度,研究高超声速逆压梯度对脉动压力的时频和空间相关特性的影响。结果表明,逆压梯度的存在使得靠近钝翼附近的湍流边界层分离出现得更早,随着舵角的抬升,钝翼底部声压级增大,脉动压力由高频向低频迁移;无逆压梯度条件下的壁面脉动压力空间相关性辨识结果差异最明显,压力梯度引起的空间波数辨识结果变化较小。揭示了逆压梯度效应对高超声速动载荷环境的影响机制和规律,为新一代高超声速飞行器降载减振设计提供了一定的支撑。

关键词:高超声速;;风洞试验;;脉动压力;;逆压梯度;;时空相关性

基金资助:国家自然科学基金(U2441271,52076014)