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气动光学效应湍流脉动模型系数修正

潘宏禄, 李俊红, 程晓丽, 马汉东

计算物理 2018, 35 (2): 194-204. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7603

摘要（390）

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PDF （13427KB）（1202）

以光学窗口的气动光学效应研究为背景，研究影响光学传输预测的流场湍流脉动量预测.选取平板、压缩拐角、凹腔流动模型，采用大涡模拟（LES）方法研究超声速湍流脉动工程预测模型的系数修正.结果表明：LES方法能够获得无激波干扰、强激波干扰及底部大分离条件下，湍流密度脉动的定量分布，并据此给出脉动工程模型的系数修正，结果已经应用于型号飞行器的光学窗口气动光学效应预测.

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高超声速平板边界层/圆柱粗糙元非定常干扰

潘宏禄, 关发明, 袁湘江, 卜俊辉

计算物理 2015, 32 (5): 537-544.

摘要（457）

PDF （4436KB）（1130）

以高超声速表面湍流控制为应用背景,平板/粗糙元干扰流动为模型,采用大涡模拟方法研究粗糙元流场干扰作用机理.分析粗糙元外形特征对于流动稳定性影响,给出其引起的流动表面参数的变化规律.结果显示超声速边界层在粗糙元作用下产生强逆压梯度并发生分离,粗糙元高度对高位自由剪切层失稳有明显影响,低粗糙元干扰下游流动稳定性,而高粗糙元剪切层发生流向失稳,形成涡串结构;同时粗糙元干扰导致下游摩阻和热流系数较平板略低,可能应用在进气道降热和减阻中.

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标模外形化学非平衡流场数值模拟

李俊红, 潘宏禄, 程晓丽, 沈清

计算物理 2015, 32 (4): 395-402.

摘要（502）

PDF （3566KB）（1315）

利用三维并行计算代码求解Navier-Stokes方程,数值模拟标模(ELECTRE)化学非平衡绕流,研究真实气体效应对标模气动热特性的影响,反应模型为Dunn和Kang的7组元7反应化学动力学模型.利用典型弹道点的飞行试验数据验证化学非平衡流计算程序的可靠性.在此基础上,研究不同壁面催化条件下攻角和高度变化对热流的影响.计算表明:真实气体效应主要发生在物面附近很薄的激波层内,并使激波脱体距离减小;完全催化壁驻点热流值高于非催化壁热流值;随着攻角增大,热流分布差异明显,而且攻角越大时,物面电子数密度越小;飞行高度越高,O₂和N₂离解程度越低,驻点热流越低.

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突起物及其干扰区热环境影响范围分析

潘宏禄, 李俊红, 张学军

计算物理 2013, 30 (6): 825-832.

摘要（239）

PDF （3822KB）（1312）

针对升力体外形飞行器局部构件干扰流动及热环境影响,采用理论分析、数值模拟、工程半经验模型及实验数据分析相结合,研究高速流动条件下平板表面突起物干扰区气动加热影响.对比分析不同外形特征下突起物对流场结构的影响表明:干扰区热环境分布与流动结构直接相关,压力比拟方法可在局部区域可靠预测热流分布;高台类突起物干扰区范围和热环境敏感依赖于其有效宽度,而低台类突起物干扰区范围和热环境则主要依赖于高度变化;方形头构件与圆形头构件对称面干扰区范围相差1.414倍(湍流/层流均成立);后掠角存在对干扰区范围影响显著,给出后掠角对干扰区的影响关系式.研究结果可方便地用于飞行器热环境预测中,为其提供技术支撑.

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压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性分析

潘宏禄, 马汉东, 王强

计算物理 2008, 25 (5): 549-554.

摘要（317）

PDF （543KB）（1400）

用大涡模拟方法对Mach数3.0下的压缩拐角激波/湍流边界层干扰问题进行数值研究.对拐角上游平板区域边界层转捩及湍流进行模拟,设定平板区域长度,使得转捩过程于平板区域发生并充分完成,从而在拐角处产生激波/湍流边界层相互干扰,研究激波/湍流边界层的作用机理.研究表明:流场能够在非定常扰动激励下迅速转捩,并于平板区发展为完全湍流;湍流边界层与激波相互作用过程中,拐角附近分离区较层流情况明显减小;展向不同区域分离区大小差异较大,局部区域分离现象消失.

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