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摘要
新型高超声速飞行器在中低空以极高马赫数飞行时，会面临湍流与高温化学非平衡效应耦合作用的复杂流动环境，但相关研究工作还比较少。以楔形体头部斜激波后的高温非平衡湍流边界层作为研究对象，分别采用两种气体模型（完全气体模型和空气化学反应模型）开展直接数值模拟研究，对比分析了Walz关系式、强雷诺比拟关系（Strong Reynolds Analogy,SRA）、湍动能生成耗散机制和湍流可压缩效应。计算结果表明，弱可压缩假设在高温化学非平衡湍流边界层中仍然成立。采用无量纲恢复焓建立的与速度之间的关系式，可以消除马赫数、化学反应等因素的影响，与直接数值模拟的结果符合较好。GHSRA(Generalized Huang’s SRA)可以较好地描述温度脉动与速度脉动之间的强雷诺比拟关系。且采用半当地尺度归一化时，不同工况下湍动能输运方程各项的分布能够较好地符合。化学非平衡效应及高马赫数效应引起的可压缩效应有限。
- 出版日期2022
- 单位中国空气动力研究与发展中心
