二维弯曲激波/湍流边界层干扰流动理论建模

作者：程剑锐; 施崇广; 瞿丽霞; 徐悦; 尤延铖; 朱呈祥^*

来源：航空学报, 2022, 43(09): 345-357.

• 弯曲激波
• 湍流边界层
• 激波/边界层干扰
• 流场结构
• 流动分离

内外流曲面设计构型的广泛应用对以弯曲激波为特征的激波/边界层干扰机理的认知带来了艰巨挑战，构建全新的弯曲激波/边界层干扰理论体系意义重大。首先基于弯曲激波理论与自由干扰理论构建了二维弯曲入射激波/平板湍流边界层干扰的无黏流动模型，通过将流场划分为弯曲激波/膨胀波干扰区、弯曲激波/分离激波干扰区、边界层流动分离区3个典型流动区域，利用弯曲激波的波后二阶参数实现了对二维弯曲激波/湍流边界层干扰的流场特征描述。随后，采用数值方法验证了该理论模型的精度，在5种不同来流马赫数及激波条件下，分离点、激波交点等各关键坐标最大误差均小于4.5%。在此基础上，利用该模型着重分析了弯曲入射激波强度、边界层厚度、下游扰动对二维弯曲激波/湍流边界层干扰流场的影响规律，总结了分离区上游影响长度的增长特性。该模型是构建三维弯曲激波/边界层干扰理论体系的基础，也为未来弯曲激波/边界层干扰研究提供了一种新手段。

• 单位
  航天学院; 厦门大学; 中国航空研究院