变高度圆柱诱导的激波边界层干扰

采用分区方法及Ｒｏｅ三阶流通量差分分裂格式求解雷诺平均Ｎ－Ｓ方程,湍流附加黏性系数用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型计算,数值模拟了高超声速条件下变高度圆柱诱导的激波边界层层干扰,其流场的主要特性均与实验结果一致或规律相同,结果清晰地展示了流场结构以及气动载荷分布随柱高度的变化特征,产说明激波碰撞和旋涡运动都可能导致飞行器表面局部气动载荷的增加。     

超声速多喷流干扰流场特性研究

研究了旋成体上超声速来流与超声速横向多喷流相撞产生的层流干扰流场特性. 数 值方法针对三维可压缩Navier-Stokes方程按二阶精度Roe格式进行离散,采用基于多区对 接网格技术的有限体积法. 数值模拟结果描述了多喷流干扰流场的空间结构以及激波/边界层 干扰引起的分离范围,探讨了沿流向等间距排列的喷口个数对表面和空间流场结构以及压力 分布的影响规律. 结果表明,第一喷口对多喷流干扰流场主要结构和喷口上游表面分离范围 起主导作用. 其中三喷流流场数值模拟的对称面激波结构与实验纹影结果进行对比,符合较 好.     

高速流绕平板边界层特性研究

本项高超声速流绕平板的边界层特性实验研究在中国航天空气动力技术研究院(CAAA)的炮风洞中完成.为了研究分离流动特性, 选择了一项实验研究, 通过实验分别提供绕模型的附着流动与分离流动实验结果.其中第1个模型为顺流平板, 第2个模型为平板上安装突起物, 它们分别对应附着流与分离流动.文章专题研究平板绕流, 为附着流, 它是分离流动的基础.      

永远的榜样与难忘的记忆——————纪念陆士嘉先生

一．创建中国的空气动力学专业 我在1954年考入北京航空学院飞机系的飞机设计专业,入学教育既简单又庄重,给我留下深刻的印象。教务长屠守锷先生介绍了全系的教学配置,教师情况和高班同学的情况以及上届同学的学习难点等等,屠先生提到当时飞机系只有一位女教授,她曾留学德国并取得优异成绩,她由清华大学航空系并入北航飞机系,是北航建校的元老之一。这是我第一次听到有关陆士嘉先生的介绍,因为我是女学生,所以对系里唯一的女教授格外关注,那天陆先生并不在场,我第一次看见陆先生是她在系楼的走廊里神态和蔼地与其他老师讲话。后来我听到更多有关她的介绍,知道她是在国难之中留学德国,先攻物理学,后来立志转学航空专业,要为建设中国的航空事业献力。她想从师著名的流体力学大师普朗特教授,但普朗特教授之前既未招收过亚裔学生,也从未招收过女性学生,并已宣布不再招收新学生。陆先生请求普朗特教授出题考她,陆先生通过了普朗特教授严格的考试,被普朗特教授收为关门弟子,仅这一点就让我十分敬佩陆先生的学识和勇气。陆先生跟我们说过师出名门只是她人生的一个阶段,她从不细讲期间克服了多少困难,重要的是为了中国的航空工业,她立志学习流体力学专业。陆先生的毕业论文《圆柱射流遇垂直气流时的上卷》中发表的理论结果与别人完成的实验结果吻合很好,得到了普朗特教授的赞赏,她于1942年获得一等哲学博士学位。陆先生提到在德国时作为中国学生她没有机会进实验室工作,她最深刻的体会是我们必须走自己的道路 – 理论和实验相结合,没有实验会让理论缺乏说服力,并且难以付之应用。在航院建院之初就设立了空气动力学教研室,之后空气动力学研究室的建立为开展科研与建设风洞提供了行政保证。     

对运动斜激波绕射波纹壁面的研究

使用计算流体动力学的方法,对经典的运动激波绕射现象做数值模拟,研究了一类复杂激波反射问题一入射的运动斜激波绕射现象.给出一组运动斜激波绕射波纹壁面的非定常过程的模拟结果。计算结果显示出由运动斜激波绕射诱导的多波干扰产生的复杂流场结构。     

大后掠钝舵高超声速干扰特性实验研究

文章采用热流率测量和纹影拍摄技术, 对高超声速层流湍流边界层条件下钝舵干扰流场进行了实验研究.实验在高超声速炮风洞内完成, 来流Mach数为6, 8.研究结果表明层流与湍流干扰流场之间存在较大差别, 层流状态下干扰流场存在分离, 平板干扰区内热流率存在负增量, 舵面上存在明显的热流率峰值; 湍流状态下干扰流场无分离, 干扰对平板干扰区内热流率影响较小, 舵面上无明显峰值.      

一个设计收缩管道的方法

本文根据不可压轴对称(及平面)势流场内存在可分离变量形式的流函数解,提出了一种新的轴向速度分布函数,在很宽的收缩比条件下有效地缩短了管道长度,并保证了管道入口附近管壁上逆压梯度很小,出口截面上的气流均匀性与平行性较优,在流场内气流不发生分离.应用本文方法计算的曲线建造了有扁八角形收缩段的模型风洞,收缩比为13.025.理论计算与实验结果符合较好.实验结果表明:在这种情况下逆压梯度很小,未观察到可见的分离区,在入口、出口及壁面上速度分布满意,出口处最大速度不均匀度小于0.4％.     

近空间飞行器的气动复合控制原理及研究进展

简单回顾与讨论了在飞行器穿越大气层时,使用气动复合控制方案的必要性与可能性.其中最复杂情况为发动机喷流推力与舵面空气动力共同使用所形成的复合控制.喷流与外流相撞引起的强干扰形成了十分复杂的干扰流场,文中介绍了复杂流动形成的原因、流场结构的特点以及干扰引起的流场改变影响了飞行器性能的预估.基于3种研究途径:理论建模与数值模拟技术、地面试验模拟技术、飞行试验技术的研究,以及它们的发展及互相验证, 用来预估飞行器的性能.为了保证地面模拟与真实飞行之间存在相似关系, 研究相似准则的作用,及分析目前的模拟能力, 涉及到许多空气动力学界至今尚未解决的难题,为了解决这些困难对今后的研究及应用提出了多方面的需求.