高速流动中激波/湍流干扰模拟与分析

摘要

本文在高超进气道实验基础上开展了平板和进气道激波湍流边界层干扰（SWTBLI）的数值研究，意在评估进气道湍流化来减弱分离，实现进气道起动的可行性。作为基础文章首先进行平板激波/湍流边界层干扰计算，以大涡模拟（LES）为手段，利用扰动循环引入方法进行流场干扰，最终获得非定常激波/湍流干扰流场，从而对激波干扰下的流场特征有所了解；其次，开展进气道湍流分离模拟，并将结果与实验进行对比和分析。研究表明：平板SWTBLI问题，LES方法可以清晰、可靠的模拟反射激波、分离激波的形成过程及激波与湍流边界层的干扰，结果与文献实验一致；进气道方面，层流下入口产生强分离，进气道堵塞；而当采用湍流化控制后实验和数值均表明流场分离大大减小，流场稳定，无堵塞，进气道起动成功，进而证明了利用强湍流化来减弱分离，实现进气道起动的思想是有效且可行的。