不同飞行高度下超声速来流/射流及其相互作用的数值模拟

摘要

采用高精度格式求解二维Navier-Stokes方程,研究了不同飞行高度下超声速来流和射流在后台阶相互作用的流场基本结构.时间推进采用三阶精度Runge-Kutta格式,分别应用五阶精度加权本质无振荡(weighted essentially non-oscillatory,WENO)格式、六阶精度中心差分格式来离散对流项和粘性项,并应用MPI非阻塞式实现并行化.采用两步后台阶模型分别研究了不同高度下超声速后台阶流动、射流的基本结构特征;并进一步组合两种流动,研究了超声速来流/射流组合流动下相互作用的流场结构.通过改变后台阶上方来流条件,模拟了不同飞行高度的环境,研究了其对流场中涡、剪切层、激波等结构的影响.研究结果发现,超声速来流和射流发生相互作用后,在后台阶附近产生回流区,超声速来流的存在会对射流的流场结构产生影响.