赵磊
- 作品数：10 被引量：16H指数：3
- 供职机构：天津大学机械工程学院力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学建筑科学化学工程更多>>
- 热流数值计算中网格效应的研究
- 2018年
- 以高超声速零攻角钝头圆锥为研究对象,选择不同的网格分布,利用直接数值模拟(DNS)方法计算表面热流,以分析网格分布对钝头表面热流计算的影响。研究发现,流向网格雷诺数和法向网格雷诺数均对驻点热流计算具有一定的影响,因此为准确计算表面热流,需要选择合理的网格分布。研究还发现,能够准确求解驻点热流需要达到的最低法向网格雷诺数低于非驻点区表面热流的精度要求,故准确求解出驻点热流是求解表面热流的关键。
- 朱增起赵磊
- 关键词：直接数值模拟驻点
- 高超声速钝楔边界层最优增长扰动及其二次失稳研究
- 2024年
- 最优增长扰动理论是近年来高超声速边界层非模态失稳现象研究中的主要理论之一,可被看作一种对非模态扰动增长的工程化估计。本文以高超声速钝楔边界层为研究对象,采用最优增长理论和二次失稳分析方法,对钝楔边界层的非模态失稳特性进行了研究。结果表明,在平楔面各个工况的有限计算域中无法找到不稳定模态扰动,非模态的最优增长扰动可获得较大的能量增益。研究还发现,最优扰动的能量增益随马赫数的增加逐渐减小,而壁面曲率对最优扰动的增长起促进作用。但是,由于不同曲率条件下对应的最大能量增长扰动的展向波数存在一定差异,因此变曲率的等熵压缩面不存在统一的变化规律。进一步,研究还采用非线性抛物化稳定性方程研究了零频率最优扰动的非线性演化,并以最优扰动形成的条纹边界层的二次稳定性为基本流,采用线性理论进行了二次失稳分析,发现最优增长扰动形成的条纹结构具有较强的二次失稳增长率,这有利于下游边界层转捩成湍流。该研究结果对设计高速飞行器前体进气道的强制转捩装置有一定参考意义。
- 张浩杰刘建新刘建新
- 关键词：转捩
- 低中等雷诺数超声速轴对称射流气动声场被引量：2
- 2017年
- 采用线性抛物化稳定性方程(LPSE)方法对低、中等雷诺数条件下的超声速轴对称射流进行了研究。结果表明:射流中不稳定波的增长特性决定了声辐射的特性。在低雷诺数条件下,不稳定波的频率范围较窄,且由于不稳定波的增长区间较长,因此声辐射的范围较宽,声源不集中,声辐射的方向角不明确。在中雷诺数条件下,不稳定波的频率范围较宽,且由于不稳定波的增长区间较短,因此声辐射的范围较窄,声源集中,声辐射的方向角较明确;且随着斯特劳哈尔数增加,声辐射的方向角增加。在低雷诺数条件下,射流基本流的法向速度对射流气动声场的影响较弱,而在中等雷诺数条件下,其对射流的气动声场影响较强。
- 郑美香方一红赵磊
- 关键词：声辐射
- 展向凹槽及泄流孔对高超声速平板边界层转捩影响的试验研究被引量：3
- 2020年
- 针对展向凹槽和泄流孔对高超声速钝平板边界层转捩的影响,在中国空气动力研究与发展中心F2 m激波风洞(FD-14A)开展了试验及初步的计算与理论研究.试验的来流马赫数为6、单位雷诺数为3.3×107/m,平板的前缘半径为1 mm,攻角为–4°.在距平板前缘110 mm处布置三组不同的二维展向凹槽,凹槽的宽度与深度分别为凹槽1(2.5 mm,1 mm)、凹槽2(3.75 mm,1.5 mm)、凹槽3(5 mm,2 mm),同时凹槽1的两端可以打开泄流孔,记为凹槽4,不含凹槽时的光滑平板情况记为凹槽5或平板.采用热流传感器测量了不同情况下平板中心线的热流分布,测量结果显示,光滑平板情况在x≈340 mm处开始转捩,在x≈425 mm处转捩接近完成.凹槽导致平板边界层的转捩位置提前,且随着凹槽宽度及深度的增加,对转捩的促进作用增强,转捩位置向上游移动.凹槽1增加泄流孔后(凹槽4)其热流分布及转捩位置与光滑平板情况基本一致.边界层流动完全转捩为湍流后,各情况下的热流差别较小,表明不同规格的凹槽只影响转捩过程中的热流分布,对转捩完成后的湍流壁面热流影响较小.数值计算(CFD)结果显示,泄流孔导致了被动抽吸,试验结果显示凹槽两端的泄流孔抽吸效应抵消了凹槽对平板中心线边界层转捩的促进作用.采用线性稳定性理论(LST)及最优扰动方法分析了光滑钝平板情况的流动失稳机制.LST结果显示,本文平板流动不存在Mack第一模态、第二模态失稳,因此传统的模态失稳机制无法解释试验中观测到的转捩现象.最优扰动计算显示,平板流动存在较强的非模态失稳,可以定性解释观测到的转捩现象.
- 李强赵磊赵磊陈苏宇江涛庄宇
- 关键词：激波风洞边界层转捩
- 高超声速后掠钝板边界层中横流定常涡的饱和过程及二次失稳分析
- 本文研究了高超声速展向无限的后掠钝板边界层中横流不稳定性问题.用直接数值模拟计算了层流基本流,用线性稳定性理论(LST)分析了横流不稳定性特征,得到了流动中存在不稳定的横流定常涡模态.
- 赵磊罗纪生
- 后掠翼边界层定常横流涡的非线性演化被引量：3
- 2016年
- 横流失稳是后掠翼边界层主要的失稳形式.实验和数值研究发现在后掠翼边界层转捩之前,有一段较长的非线性幅值饱和阶段,因此线性稳定性不能有效预测横流失稳转捩过程,所以研究横流涡的非线性演化过程就极为必要.以NLF(2)-0415翼型为研究模型,在来流Mach数为0.8、后掠角为45°、攻角为-4°的条件下,用扰动方程计算了定常横流涡非线性演化过程.结果显示非平行性起着更加不稳定的作用.当基本波的幅值到达0.1时,非线性作用开始明显.横流涡经历了非线性幅值饱和过程,涡的形状呈现半蘑菇状,涡的涡轴与边界层外缘无粘势流平行.饱和涡使得原有流场发生极大的扭曲,流向速度和展向剖面出现了拐点.
- 逯学志赵磊罗纪生
- 关键词：后掠翼
- 局部超声吸收涂层对Mack模态波幅值演化的影响
- 高超声速边界层的转捩预测及控制是研制高速飞行器所关心的基础气动问题。超声吸收涂层(UACs)可以有效抑制Mack第二模态失稳及其主导的转捩,针对该问题,已存在较多的线性稳定性理论(LST)及实验研究。在固壁与局部UACs...
- 宋沁杨赵磊
- 关键词：转捩预测
- 超声吸收涂层影响高超声速边界层转捩的非线性机理研究
- 介绍Introduction高超声速边界层转捩是高速飞行器气动力/热预测和设计所关心的问题。实验研究表明,超声吸收涂层(Ultrasonically absorptive coatings,简称UACs)具有延迟转捩的能...
- 宋沁杨赵磊
- 高超声速流存在局部稀薄效应的一个判据及相应的流动特性被引量：7
- 2018年
- 对于近空间高超声速飞行器的研制,计算流体力学(CFD)起着非常重要的作用。但若流场中存在必须考虑气体稀薄效应的地方,传统的CFD就要做相应的改变,这时首先遇到的问题将是判断是否需要考虑气体的稀薄效应的判据应该是什么?[1]其次就是气体稀薄效应的影响表现在什么地方?如何在CFD中考虑这一效应?本文选取具有代表性的高超声速剪切流为研究对象,采用直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法,对剪切强度和稀薄程度不断增强的流动,研究了分子运动速度分布函数以及剪切力的相应变化规律;找到了一个可以判别气体稀薄效应程度的无量纲参数Zh,以及传统连续介质模型下的剪切力和由DSMC所得剪切力随参数Zh的增大而出现的有规律性的差别。
- 陈杰赵磊
- 关键词：DSMC
- 超音速后掠椭圆柱横流定常涡的不稳定特性及转捩预测被引量：1
- 2017年
- 实验发现,一定条件下超声速后掠圆柱的前半圆上可能发生定常涡引起的转捩为了模拟高空超音速飞行器后掠翼前缘,以无限展向长度后掠椭圆柱为模型,基于e^N方法,根据.积分的N值,分析了迎风轴长度、Reynolds(雷诺)数、后掠角和Mach(马赫)数等参数的变化对超音速后掠椭圆柱横流定常涡不稳定性的影响研究结果表明,后掠椭圆柱的迎风轴长度增加,会使横流定常涡的不稳定性增强;Reynolds数增大.,使横流定常涡模态的不稳定性增强;不稳定性的强度与Reynolds数的大小为近似线性关系;飞行高度增加,Mach数变大,使横流定常涡的不稳定性变弱;后掠角在一定范围内的变化对横流定常涡的不稳定性影响不大这些结果有助于提高对高空超音速飞行器翼前缘转捩机理的认识,为横流转捩预测提供理论指导.
- 杨志洋赵磊罗纪生
- 关键词：流动稳定性理论数值模拟
