吊窗尾迹流动非稳态气动光学效应研究

作者：陈勇^*; 谢伟明; 路大举; 李玉栋; 吴运刚; 袁强

来源：光学学报, 2020, 40(16): 7-14.

• 大气光学
• 气动光学效应
• 吊窗
• 改进的延迟脱体涡仿真
• 本征正交分解
• 非稳态特性

采用改进的延迟脱体涡仿真(IDDES)方法、双时间步LU-SGS方法、本征正交分解(POD)方法开展数值仿真,并分析吊窗的尾迹流动气动光学效应的非稳态特性。仿真流线与油流实验在总体上可比性较好,但二者的吊窗尾迹区流场结构存在一定差异。吊窗流动易分离,K-H不稳定波会使分离剪切层失稳并产生脱落涡街,涡街与颈项涡相互作用,在吊窗尾迹区产生复杂的非稳态流动。吊窗尾迹流动气动光学效应以稳态相差为主,占比达70%,稳态相差会弱化气动光学效应的非稳态特性;波前以低阶模态为主,阶数越高,模态包含越多小尺度结构。根据标度律,在海拔为10 km与吊窗直径为2 m条件下,方均根光程差的时均值约为0.48λ,气动光学效应将得到进一步加强,这会对高能激光武器(ABL)性能带来不利影响。

• 单位
  中国空气动力研究与发展中心; 中国工程物理研究院应用电子学研究所