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三维楔体诱导高超声速层流分离油流显示实验研究

王军旗 陈政 倪招勇 甘才俊 李烺

王军旗,陈 政,倪招勇,等. 三维楔体诱导高超声速层流分离油流显示实验研究[J]. 实验流体力学,2021,35(5):1-6 doi: 10.11729/syltlx20180026
引用本文: 王军旗,陈 政,倪招勇,等. 三维楔体诱导高超声速层流分离油流显示实验研究[J]. 实验流体力学,2021,35(5):1-6 doi: 10.11729/syltlx20180026
WANG J Q,CHEN Z,NI Z Y,et al. Experimental study on structural characteristics of separation flow induced by 3D wedge in hypersonic laminar flow by oil visualization[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):1-6. doi: 10.11729/syltlx20180026
Citation: WANG J Q,CHEN Z,NI Z Y,et al. Experimental study on structural characteristics of separation flow induced by 3D wedge in hypersonic laminar flow by oil visualization[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):1-6. doi: 10.11729/syltlx20180026

三维楔体诱导高超声速层流分离油流显示实验研究

doi: 10.11729/syltlx20180026
基金项目: 装备预研基金项目(9140A13030215HT71184)
详细信息
    作者简介:

    王军旗:(1967-),男,山东昌乐人,博士,研究员。研究方向:计算空气动力学。通信地址:北京市丰台区云岗西路17号(100074)E-mail:wangjq369@163.com

    通讯作者:

    E-mail:chenzju@live.cn

  • 中图分类号: V211.3

Experimental study on structural characteristics of separation flow induced by 3D wedge in hypersonic laminar flow by oil visualization

  • 摘要: 在高超声速风洞中采用油流显示技术开展了三维楔体诱导层流分离现象的实验研究。研究模型为矩形平板/三维楔体、三角形平板/三维楔体。研究结果表明:高超声速(马赫数6.0)局部层流分离结构不仅受楔体压缩角影响,受前体外形的影响也很明显;对于三角形前体,由于楔体上游来流存在横向流动,使得楔体诱导的分离流动结构完全不同于矩形平板模型,且在不同迎角下,分离线形状也存在较大差异;受三角形前体与三维楔体综合作用,诱导层流分离呈现非常显著的三维效应。
  • 图  1  矩形平板+三维楔体模型

    Figure  1.  Rectangular flat plate with 3D wedge

    图  2  三角形平板+三维楔体模型

    Figure  2.  Triangular flat plate with 3D wedge

    图  3  矩形平板模型照片

    Figure  3.  Photo of rectangular model

    图  4  三角形平板模型照片

    Figure  4.  Photo of triangular model

    图  5  模型安装方式一(来流为湍流)

    Figure  5.  Installing type (turbulent inflow)

    图  6  模型安装方式二(来流为层流)

    Figure  6.  Installing type (laminar inflow)

    图  7  模型安装方式一的油流图谱

    Figure  7.  Oil flow pattern obtained from type (turbulent)

    图  8  模型安装方式二的油流图谱

    Figure  8.  Oil flow pattern obtained from type (laminar)

    图  9  湍流数值模拟结果

    Figure  9.  The streamlines by turbulence numerical simulation

    图  10  层流数值模拟结果

    Figure  10.  The streamlines by laminar numerical simulation

    图  11  分离流动结构标定及分离距离Ls的定义

    Figure  11.  Coordinate calibration of separation structure and definition of separation distance (Ls)

    图  12  矩形平板模型两个车次的实验结果重复性比较

    Figure  12.  Repeatability of experimental results from two runs for rectan-gular model

    图  13  三角形平板模型两个车次的实验结果重复性比较

    Figure  13.  Repeatability of experimental results from two runs for rectan-gular model

    图  14  矩形平板模型不同楔角的油流图谱

    Figure  14.  Oil flow patterns with three compression angles for rectangular model

    图  15  三角形平板模型不同楔角的油流图谱(α =0°)

    Figure  15.  Oil flow patterns with three compression angles for triangular model (α =0°)

    图  16  三角形平板模型不同楔角的油流图谱(α =10°)

    Figure  16.  Oil flow patterns with two compression angles for triangular model (α =10°)

    表  1  不同实验条件下的无量纲分离距离L′ 对比

    Table  1.   Comparison of dimensionless separation distance L´

    实验条件无量纲分离距离L′
    δ=5°δ=10°δ=15°δ=20°
    矩形平板模型 0.017 0.067 / 0.175
    三角形平板模型,α =0° 0 0.067 0.108 0.142
    三角形平板模型,α =10° 0 0.225 / 0.367
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-05
  • 修回日期:  2020-07-28
  • 网络出版日期:  2021-09-29

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日