超声速边界层氢气喷注减阻研究

作者:王帅 何国强 秦飞

关键词: 超声速流道; 近壁区流动; 氢气喷注; 摩擦阻力; 减阻;

摘要:针对带有后向台阶的等截面受限空间,通过三维数值模拟,开展了超声速内流道边界层氢气喷注减阻的研究,分析对比了2.3Ma,2.8Ma来流条件下等质量氢气喷注、2.8Ma来流条件下氢气以当量比0.03,0.06,0.1喷注后近壁区流动特征以及壁面摩擦阻力的发展。研究表明边界层氢气喷注在2.3Ma和2.8Ma来流条件下可以达到13.5%左右的减阻效果。2.8Ma来流条件下,当量比为0.06时减阻效果最优,降幅为13.5%。气体的扩散与掺混沿流向逐渐加强,激波与边界层相互作用处掺混会被先加强后抑制,壁面剪应力在该位置伴随密度先降低后反弹呈现相同的变化规律。摩阻降幅沿流向也逐渐减弱,最佳的减阻区域内可达到将近60%的减阻收益。 


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