刘建新
- 作品数：8 被引量：18H指数：2
- 供职机构：天津大学机械工程学院力学系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术水利工程动力工程及工程热物理更多>>
- 小攻角高超声速钝锥边界层中不同扰动对转捩的影响被引量：9
- 2010年
- 为了研究上游不同扰动对转捩位置的影响,针对来流Ma=6,攻角1°,半锥角5°的钝锥边界层的转捩进行了数值模拟.首先研究了边界层中小扰动的演化,与流动稳定性理论进行了对比,结果表明:在所考虑的流场中,流动稳定性线性理论可以对扰动的增长率做出一个较好的预测.在此基础上,研究了不同扰动对转捩位置的影响.计算给出了在两种不同频率分布的扰动情况下,转捩位置沿周向的分布.结果表明,转捩位置沿周向分布与入口扰动的幅值和频率有关.某子午面的转捩位置由该处的最不稳定波在入口的幅值决定.根据大多数风洞中背景扰动的特性,解释了小攻角圆锥转捩实验中背风面先转捩,迎风面后转捩的现象.同时,还解释了在背风面附近转捩位置"凹陷"的现象.
- 刘建新罗纪生
- 关键词：转捩攻角钝锥高超声速
- 抛物化Navier-Stokes方程在求解高超声速流动稳定性分析的基本流中的应用被引量：2
- 2011年
- 通过在边界层内部使用边界层上缘的流向压力梯度代替该处的流向压力梯度,对传统抛物化Navier-Stokes(PNS)方程求解中的流向压力梯度的处理方法进行改进,从而使它可以求解用于稳定性分析的高超声速流动的基本流,并分别计算了平板、零攻角钝锥和小攻角钝锥三种典型算例.对于流向没有分离,且横向流动不强的流动,使用PNS方程计算高超声速流动稳定性分析用的基本流是可靠的.特别是改进后的方法求得的基本流的稳定性分析结果与直接求解Navier-Stokes(N-S)方程的结果非常吻合,但计算的时间消耗和空间占用都减少了一个数量级.
- 刘建新禹旻罗纪生
- 关键词：高超声速
- 1°攻角钝锥高超声速边界层入口不同扰动对转捩位置的影响
- <正>用数值模拟的方法,对来流马赫数为6,攻角1°,半锥角为5°的钝锥边界层,研究了不同扰动对转捩位置的影响。入口引入两种不同频率分布的不稳定波,计算得到转捩位置沿周向的分布。发现转捩位置沿钝锥周向的分布与入口扰动波的幅...
- 刘建新罗纪生
- 关键词：转捩攻角
- 文献传递
- 基于APSE确定高超声速边界层第二模态中性曲线下支
- 2021年
- 在高超声速边界层流动中,由于存在非平行效应以及激发Mack第二模态时的模态同步机制,因此在进行转捩预测研究时,中性曲线下支的确定需要考虑到这两方面的影响。全文针对高超声速平板边界层,首先采用线性抛物化稳定性方程(LPSE)对考虑感受性的中性曲线下支进行了求解,研究发现该方法存在两大难点:一是计算入口需要给定的离散模态在衰减区求解困难;二是由于存在快、慢模态的同步机制,所以在实际计算时,需要分别计算两次离散模态的演化以确定中性曲线下支,计算效率较低。基于以上问题,本文提出了一种基于伴随抛物化稳定性方程(APSE)来计算非平行边界层稳定性的方法,并以此确定考虑感受性的中性曲线下支位置。该方法从Mack模态的增长区开始进行计算,因此有效地解决了使用LPSE方法计算时所存在的问题。在不同工况下,与线性稳定性理论(LST)以及LPSE给出的预测结果进行了对比。从对比结果中可以看出该方法给出的预测结果与LPSE给定上游主导模态的预测结果一致,同时不必依赖于入口初值的选取且效率更高。该方法有进一步发展的潜力,可以有效地应用于高超声速边界层转捩的预测研究中。
- 谷晓培刘建新
- 关键词：离散谱
- 高超声速绕钝体熵层基本流特性研究被引量：5
- 2018年
- 基于N-S方程,针对超声速气体绕0°迎角钝锥流动采用三阶WENO(Weighed Essentially Non-Oscillatory)格式进行数值模拟,研究了熵层的基本流特性。研究给出了边界层及熵层外缘的确定方法,并分析了其适用性与局限性。数值计算结果显示基本流剖面存在"双广义拐点"现象,N-S方程与Euler方程数值结果对比发现,熵层区出现的广义拐点是由熵层区有旋运动引起的,而边界层的广义拐点由粘性作用导致。这是进行流动稳定性分析的基础。文章还分析了球头半径与马赫数对熵层特性的影响。结果表明,马赫数越大,熵层区的涡量越大,熵层影响的范围越大;雷诺数对无粘流的特征影响很小,熵层大小随球头半径几乎呈线性关系。
- 欧吉辉万兵兵刘建新曹伟
- 关键词：超声速
- 高超声速椭圆锥短轴流向涡的二维全局稳定性分析被引量：2
- 2018年
- 风洞实验观察到高超声速椭圆锥短轴处的转捩位置与其两侧相差很多,这是因为短轴处存在流向涡,基本流与其两侧明显不同,所以短轴处的稳定性与两侧有本质的区别,进而导致转捩位置与两侧不同。本文在短轴处进行二维全局稳定性分析,研究此处的稳定性。使用Arnoldi方法进行计算,并与其它方法结果进行了对比验证。找到了不稳定的外模态,研究了不稳定模态的增长率随频率、波数和流向位置的变化。发现了不稳定模态的产生机理,即由基本流剪切的无粘拐点不稳定性造成。阐明了不存在内模态的原因在于没有符合内模态特性的Fjortoft拐点。
- 李晓虎张绍龙刘建新黄章峰罗纪生张永明
- 壁面冷却效应对可压缩边界层黏性和无黏稳定性的影响
- 利用数值方法对壁面冷却对第一和第二模态不稳定性的作用机理进行研究.研究采用线性粘性和无粘稳定性分析工具分析了可压缩布拉修斯边界层的稳定性特征.
- 刘建新罗纪生
- 由第二模态引起的高超声速边界层转捩机制研究
- 高超声速边界层失稳和转捩问题近年来一直是边界层转捩研究的热点问题之一。一方面,由于高超声速条件下的物理因素复杂,压缩性效应明显,因此该问题研究具有极强的理论价值;另一方面,由于临近空间飞行器的发展和研究,相关转捩机理的研...
- 李玲玉刘建新
- 关键词：条纹高超声速
- 文献传递
