熱物性參數對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，飛行器周圍氣體溫度高。這時，氣體物性參數與溫度之間不再滿足常溫下的關系，確立氣體物性參數值是準確計算氣動力和氣動熱的前提。如溫度在600K至2500K范圍內，氣體的比熱與溫度有關，這時比熱比也與溫度有關，并不等于常數值1.4。比熱比值的變化對流動穩(wěn)定性的影響情況是值得研究的問題。本論文取氣體的比熱比為不同常數值、比熱比是溫度的函數進行了計算研究。
　　 通過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，計算研究了比熱比取不同值及取變數時對第一模態(tài)和第二模態(tài)波的中性曲線、最大增長率的影響。還研究了參數ck取不同值時對流動穩(wěn)定性的影響，以此說明確定熱物性參數值的重要性。
　　 通過線性穩(wěn)定性分析得到以下結論：
　　 1當比熱比為不同常數值時，在所計算的不同來流馬赫數(4.5、6、8)下，隨著比熱比值的減小，對于第一模態(tài)的中性曲線，臨界雷諾數增大，穩(wěn)定區(qū)域擴大，不穩(wěn)定區(qū)域后移并縮?。欢鴮τ诘?/p>

3、二模態(tài)中性曲線，臨界雷諾數減小，不穩(wěn)定區(qū)域下移且有重疊。隨著比熱比值的減小，對應相同雷諾數處第一模態(tài)最不穩(wěn)定波的幅值增長率減小，而第二模態(tài)的則增大。發(fā)現不同的比熱比值對二維超音速平板邊界層的穩(wěn)定性影響比較大。
　　 2對于馬赫數為8、比熱比為變數時，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，表明在實際計算中難以獲取某一合適的等效