高超聲速飛行器近壁典型流場精細結(jié)構(gòu)

高超聲速出版工程
目錄
叢書序
前言
第1章 緒論/1
1.1 研究背景及意義/1
1.2 附壁典型結(jié)構(gòu)流場/3
1.2.1 壁面典型結(jié)構(gòu)分類/3
1.2.2 附壁三角翼結(jié)構(gòu)流場/4
1.2.3 附壁圓柱結(jié)構(gòu)流場/7
1.2.4 附壁錐體、方臺等結(jié)構(gòu)流場/9
1.3 高超聲速飛行器典型結(jié)構(gòu)流場研究面臨的問題/9
1.4 小結(jié)/10
參考文獻/12
第2章 實驗系統(tǒng)/23
2.1 引言/23
2.2 超聲速靜風洞/23
2.2.1 超聲速靜風洞氣動及結(jié)構(gòu)設計/23
2.2.2 流場校測/25
2.3 實驗模型/26
2.3.1 附壁三角翼模型/26
2.3.2 附壁有限高圓柱模型/28
2.3.3 附壁半球結(jié)構(gòu)模型/29
2.4 流場NPLS測量系統(tǒng)/30
2.4.1 NPLS系統(tǒng)組成及工作原理/30
2.4.2 NPLS系統(tǒng)性能分析/31
2.5 流場PIV測量系統(tǒng)/36
2.5.1 超聲速PIV系統(tǒng)的組成及工作原理/36
2.5.2 超聲速PIV技術的測量誤差分析/36
2.6 超聲速密度場測量方法/38
2.6.1 NPLS實驗圖像校準/38
2.6.2 測量方法/39
2.7 小結(jié)/40
參考文獻/40
第3章 附壁三角翼結(jié)構(gòu)超聲速流場精細結(jié)構(gòu)/42
3.1 激波結(jié)構(gòu)/42
3.2 擬序渦結(jié)構(gòu)高分辨率成像/45
3.2.1 流向切面擬序渦結(jié)構(gòu)時空特征/45
3.2.2 展向切面擬序渦結(jié)構(gòu)時空特征/51
3.2.3 橫向截面渦結(jié)構(gòu)/55
3.3 速度場精細測量/57
3.3.1 對稱面速度場結(jié)構(gòu)/57
3.3.21/4剖面速度場結(jié)構(gòu)/60
3.3.31/2剖面速度場結(jié)構(gòu)/63
3.4 流場密度測量與脈動特性/67
3.4.1 密度場結(jié)構(gòu)/67
3.4.2 渦結(jié)構(gòu)對密度脈動的影響/68
3.4.3 壁面效應對密度脈動的影響/70
3.4.4 密度脈動非定常特性研究/72
3.5 密度脈動信號多分辨率分析/74
3.6 小結(jié)/78
參考文獻/79
第4章 附壁圓柱結(jié)構(gòu)超聲速繞流流場精細結(jié)構(gòu)/80
4.1 激波結(jié)構(gòu)/80
4.2 擬序渦結(jié)構(gòu)時空演化特征/84
4.2.1 流向切面擬序渦結(jié)構(gòu)時空演化特征/85
4.2.2 展向切面渦結(jié)構(gòu)時空演化特征/97
4.3 速度場結(jié)構(gòu)/106
4.3.1 復雜波系干擾區(qū)域的速度場結(jié)構(gòu)/107
4.3.2 尾跡區(qū)域的速度場結(jié)構(gòu)/109
4.4 繞流密度場結(jié)構(gòu)及其脈動特性/111
4.4.1 超聲速圓柱繞流密度場結(jié)構(gòu)/111
4.4.2 密度脈動的沿程變化/112
4.4.3 尾跡與壁面相互作用對密度脈動的影響/114
4.4.4 不同時刻密度場脈動特征/116
4.5 流場拓撲結(jié)構(gòu)實驗與數(shù)值模擬/118
4.5.1 相同模型實驗與計算結(jié)果對比分析/118
4.5.2 尺度效應對圓柱繞流拓撲結(jié)構(gòu)的影響/119
4.6 小結(jié)/123
參考文獻/124
第5章 附壁半球結(jié)構(gòu)超聲速繞流流場精細結(jié)構(gòu)/125
5.1 激波結(jié)構(gòu)/125
5.2 擬序渦結(jié)構(gòu)時空演化特征/128
5.2.1 流向切面渦結(jié)構(gòu)高分辨率定量成像/129
5.2.2 展向切面渦結(jié)構(gòu)高分辨率定量成像/139
5.3 分離區(qū)、回流區(qū)及尾跡的動力學特性/149
5.4 密度場時空特性/154
5.4.1 密度場定量測量/154
5.4.2 半球尾流渦結(jié)構(gòu)對密度脈動的作用效應/155
5.4.3 壁面效應對密度脈動的特性/157
5.4.4 密度脈動非定常性/159
5.5 流場拓撲結(jié)構(gòu)實驗與數(shù)值模擬/160
5.5.1 實驗與數(shù)值模擬對比分析/160
5.5.2 不同尺度超聲速半球繞流拓撲結(jié)構(gòu)/163
5.6 小結(jié)/166
參考文獻/167
第6章 超聲速流場自持合成射流精細結(jié)構(gòu)與控制/169
6.1 引言/169
6.2 自持合成射流超聲速流場精細結(jié)構(gòu)/170
6.2.1 實驗裝置介紹/170
6.2.2 自持合成射流流向瞬時流場特性/172
6.2.3 自持合成射流展向瞬時流場特性/175
6.2.4 自持合成射流流向渦的演化特性/178
6.2.5 射流穿透深度與動量通量比/180
6.3 自持合成射流超聲速邊界層轉(zhuǎn)捩控制研究/181
6.3.1 實驗裝置介紹/181
6.3.2 自持合成射流超聲速邊界層轉(zhuǎn)捩流場精細結(jié)構(gòu)/182
6.4 自持合成射流超聲速前臺階流動分離控制研究/186
6.4.1 實驗裝置介紹/186
6.4.2 前臺階瞬時流場特性/186
6.4.3 自持合成射流前臺階流場控制精細結(jié)構(gòu)/188
6.4.4 自持合成射流前臺階流場密度脈動特性/190
6.5 小結(jié)/195
參考文獻/195
第7章 超聲速湍流邊界層精細結(jié)構(gòu)與控制/197
7.1 引言/197
7.2 超聲速湍流邊界層湍流統(tǒng)計與結(jié)構(gòu)分析/197
7.2.1 來流條件與數(shù)值設置/197
7.2.2 瞬時流場特性/200
7.2.3 湍流統(tǒng)計分析/202
7.2.4 湍流結(jié)構(gòu)分析/208
7.2.5 湍流摩阻分析/213
7.2.6 湍動能平衡方程/218
7.3 基于流向條紋壁面吹氣控制的超聲速湍流邊界層統(tǒng)計與結(jié)構(gòu)分析/221
7.3.1 控制思路與數(shù)值設置/221
7.3.2 湍流統(tǒng)計分析/222
7.3.3 湍流結(jié)構(gòu)分析/228
7.3.4 壁面摩阻分析/234
7.4 基于速度溫度耦合控制的超聲速湍流邊界層統(tǒng)計與結(jié)構(gòu)分析/236
7.4.1 控制思路與數(shù)值設置/236
7.4.2 湍流統(tǒng)計分析/238
7.4.3 湍流結(jié)構(gòu)分析/248
7.4.4 湍流摩阻分析/253
7.5 小結(jié)/256
參考文獻/256