超声速空气流中欠膨胀异质侧喷流数值仿真

摘要

在控制方程中引入了组分传输方程的条件下,运用标准κ-ε湍流模型对超声速空气流中二维平板上异质氮气侧喷流的稳态流场进行了数值仿真,分析了壁面静压、分离区长度、喷流穿透高度随侧喷流与来流滞止压强比的变化规律,并与理论计算及实验数据进行了比较分析.结果表明,欠膨胀喷流迅速膨胀形成的障碍物使自由来流分离,使流场出现分离激波、诱导激波、再压缩激波及漩涡等复杂形态,并在喷流出口前后壁面上分别形成高压和低压区;随着喷流与来流滞止压强比增加,分离区长度、喷流穿透高度、壁面高压区及低压区范围增大;仿真结果与理论计算、实验数据趋势吻合.