熱物性參數(shù)對(duì)超音速平板邊界層穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、在高超音速條件下，由于存在激波以及粘性，飛行器周?chē)鷼怏w溫度高。這時(shí)，氣體物性參數(shù)與溫度之間不再滿(mǎn)足常溫下的關(guān)系，確立氣體物性參數(shù)值是準(zhǔn)確計(jì)算氣動(dòng)力和氣動(dòng)熱的前提。如溫度在600K至2500K范圍內(nèi)，氣體的比熱與溫度有關(guān)，這時(shí)比熱比也與溫度有關(guān)，并不等于常數(shù)值1.4。比熱比值的變化對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定性的影響情況是值得研究的問(wèn)題。本論文取氣體的比熱比為不同常數(shù)值、比熱比是溫度的函數(shù)進(jìn)行了計(jì)算研究。
　　 通過(guò)求解二維平板超音速邊界層方程，得

2、到層流相似解，將其作為基本流剖面，計(jì)算研究了比熱比取不同值及取變數(shù)時(shí)對(duì)第一模態(tài)和第二模態(tài)波的中性曲線、最大增長(zhǎng)率的影響。還研究了參數(shù)ck取不同值時(shí)對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定性的影響，以此說(shuō)明確定熱物性參數(shù)值的重要性。
　　 通過(guò)線性穩(wěn)定性分析得到以下結(jié)論：
　　 1當(dāng)比熱比為不同常數(shù)值時(shí)，在所計(jì)算的不同來(lái)流馬赫數(shù)(4.5、6、8)下，隨著比熱比值的減小，對(duì)于第一模態(tài)的中性曲線，臨界雷諾數(shù)增大，穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大，不穩(wěn)定區(qū)域后移并縮??；而對(duì)于第

3、二模態(tài)中性曲線，臨界雷諾數(shù)減小，不穩(wěn)定區(qū)域下移且有重疊。隨著比熱比值的減小，對(duì)應(yīng)相同雷諾數(shù)處第一模態(tài)最不穩(wěn)定波的幅值增長(zhǎng)率減小，而第二模態(tài)的則增大。發(fā)現(xiàn)不同的比熱比值對(duì)二維超音速平板邊界層的穩(wěn)定性影響比較大。
　　 2對(duì)于馬赫數(shù)為8、比熱比為變數(shù)時(shí)，其溫度相似性解位于比熱比1.4和1.35的之間；從中性曲線結(jié)果看，第一模態(tài)的在1.4和1.35的之間，而第二模態(tài)的不全在1.4和1.35的之間，表明在實(shí)際計(jì)算中難以獲取某一合適的等效