The invention provides a supersonic boundary layer transition control method based on a novel synthetic dual-jet actuator. A novel synthetic dual-jet actuator is installed on the surface of a supersonic vehicle or in the area where the transition of the boundary layer needs to be controlled, such as the intake port. During the flight of a supersonic vehicle, a new synthetic dual-jet actuator is opened, and the disturbance waves and jets generated by the new synthetic dual-jet actuator are generated. The turbulent wave can modify the boundary layer, and the jet vortex can restrain the upward-throwing motion of the hairpin vortices and the upward-sweeping motion of the directional vortices in the boundary layer, thus effectively realizing the \wave control\ and \eddy control\ of the transition of the supersonic boundary layer, thus realizing the active control of the transition of the boundary layer. The disturbance wave and vorticity of the jet act on the boundary layer at the same time, improving the control ability of the synthetic jet to the supersonic boundary layer flow, and realizing the effective control of the transition of the supersonic boundary layer by the low momentum synthetic jet.
【技术实现步骤摘要】
一种基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法
本专利技术涉及边界层流动控制方法,特别是一种基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法。
技术介绍
边界层的存在及其从物面的分离是物体在流体中运动所产生摩擦阻力和形状阻力的根源。航空航天领域中飞行器的外形设计、飞行稳定性和气动力控制,水面与水下舰船、潜艇、鱼雷的减阻降噪,交通运输工具如高速列车、汽车、船舶的外形设计与运动稳定性,桥梁、隧道、建筑物的风工程设计,国防兵器中子弹、炮弹、导弹的飞行等都会受到边界层流动状态和稳定性的影响。边界层流动控制能起到增强/减弱流动稳定性、推迟/加速转捩、抑制/促进流动分离等作用,从而实现航行器增升、减阻、降噪、消涡、减振和隐身等功能。研究边界层转捩有助于理解边界层内部相干结构的相互作用机理,为建立完善的边界层流动控制理论和数学模型奠定基础,美国NASA已将其列为二十一世纪的关键技术之一。因此,采用先进流动控制技术对边界层转捩流动结构和状态进行有效控制,揭示边界层转捩控制机理,已成为流体力学和流动控制领域的研究热点。常见的边界层转捩控制方法有壁面粗糙带、涡流发生器、定常射流、合成射流、壁面抽吸、壁面冷却、壁面加热等方式。其中,壁面粗糙带和涡流发生器属于被动控制方式,在特定工况下具有较好的控制效果,而当偏离设计状态时,控制效果将降低,甚至产生副作用。定常射流和壁面抽吸是主动控制方式,能拓宽控制范围,但需要流体供应及管路系统,使得结构复杂笨重。壁面冷却和壁面加热在特定工况下能够有效提高边界层流动稳定性,但其结构复杂、能耗较大、控制速度缓慢,且对飞行器载荷要求高。合成 ...
【技术保护点】
1.一种基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法,其特征在于:在超声速飞行器表面或者进气道等需控制边界层转捩的区域安装新型合成双射流激励器,在超声速飞行器飞行过程中,开启新型合成双射流激励器,新型合成双射流激励器产生的扰动波和射流涡能够对边界层内产生扰动,与边界层内原有的扰动相互作用,抑制或促进扰动波的发展,从而实现对边界层转捩的主动控制。
【技术特征摘要】
1.一种基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法,其特征在于:在超声速飞行器表面或者进气道等需控制边界层转捩的区域安装新型合成双射流激励器,在超声速飞行器飞行过程中,开启新型合成双射流激励器,新型合成双射流激励器产生的扰动波和射流涡能够对边界层内产生扰动,与边界层内原有的扰动相互作用,抑制或促进扰动波的发展,从而实现对边界层转捩的主动控制。2.根据权利要求1所述的基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法,其特征在于:新型合成双射流激励器工作时喷出的双射流所形成的扰动波和射流涡同时作用于边界层,其中扰动波能够修正边界层,射流涡能够抑制边界层中的发卡涡涡头的上抛运动和流向涡的上喷下扫运动,从而有效实现对超声速边界层转捩的“波控”与“涡控”。3.根据权利要求1所述的基于新型合成双射流激励器的超声速边界层转捩控制方法,其特征在于:所述新型合成双射流激励器包括左壳体、右壳体、射流出口盖板以及中间振动膜片,所述左壳体、右壳体、射流出口盖板组合成一个完整的密封壳体,所述左壳体和右壳体的内侧均开设有凹腔,左壳体内侧的凹腔和右壳体内侧的凹腔分设在中间振动膜片的左右两侧,中间振动膜片将左壳体、右壳体上的凹腔分隔成两个独立的腔体,即左腔体和右...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗振兵,刘强,王林,夏智勋,邓雄,何伟,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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