基于壁面鼓包的泄流控制激波/边界层干扰研究

激波/边界层干扰广泛存在于高速飞行器的进气道内。在现有的众多控制手段中,壁面鼓包具有结构简单,激波入射点在鼓包外凸部分时控制能力强的优点。然而,当激波入射到鼓包迎风面时,其控制能力不佳。因此,通过采取合适的改进措施增强鼓包的控制能力,对推进鼓包工程实用化,发展出一种控制能力强且易于实现的激波/边界层干扰控制手段是非常有意义的。本文以简化的物理模型为研究对象,将典型二元进气道口部复杂流场抽象出来,通过将激波入射点附近气体与外界大气连通,利用激波产生的高压力差进行泄流。运用数值仿真研究,证明了基于壁面鼓包的泄流控制的有效性。之后,改变泄流腔入口角度和缝宽,明确其对控制效果的影响,并在此基础上进行了全弹道典型流动状态仿真。结果表明:通过在鼓包迎风面附近泄流,损失1%左右捕获流量,即可显著减小气流分离区面积并缩短鼓包尺寸。