高马赫数空腔非定常流动机理研究

作者:张培红; 程晓辉; 陈洪杨; 贾洪印; 罗磊; 唐银
来源:北京航空航天大学学报, 2022, 1-13.
DOI:10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0609

摘要

空腔流动广泛存在于飞行器中,内埋武器舱流动是最典型的空腔流动之一。空腔流动结构复杂,并且由于剪切层、涡和激波的相互作用,会产生强烈的压力脉动。针对高马赫数空腔强剪切、强激波的流动的特点,建立了基于非结构混合网格的中心型和迎风型格式混合算法,通过高马赫数空腔标模算例验证,计算得到空腔一阶、二阶主频与试验数据相比误差不超过5%,空腔噪声强度与试验数据相比误差不超过10dB,验证了方法的可靠性。采用数值模拟方法,开展了高马赫数(M>2)空腔流动的脉动特性研究,分析了不同马赫数对空腔声压级的影响,讨论了不同马赫数下空腔脉动的产生的声学机制。研究表明:在高马赫数条件下,剪切层动力学与空腔声学的耦合减小,随马赫数增加,空腔振荡的物理机制由Rossiter模型的旋涡声学共振机制转变为闭箱声学机制。

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