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北京大学李存标课题组:揭示高超声速气动加热新机理
王强 2018-03-31
导语

该结果对高超声速飞行器设计至关重要,从而使高超声速飞行成为可能。


北京大学工学院李存标课题组在高超声速转捩边界层气动加热机理研究上取得突破,相关结果发表在流体力学重要期刊Physics of Fluids: Letters,J. Fluid Mech., AIAA J. 上,在国际上引起高度关注。美国AIP Scilight对他们的工作进行报道,认为该结果对高超声速飞行器设计至关重要,从而使高超声速飞行成为可能。南非科学院院士孙博华与美国工程院院士Elaine S Oran在国际顶级综合性期刊National Science Review中的 Research Highlight栏目中共同发表题为“New Principle for Aerodynamic Heating”的评论文章,高度评价了该工作,认为其构建了气动加热新的原理,对于高超飞行器的设计与安全具有极为重要意义。

上图:高超边界层转捩过程前期出现局部温升区HS;下图:HS出现位置对应于二次模态波达到最大值的位置(红线)

一般认为高超声速边界层中的气动加热来自于壁面摩擦力的剪切做功。李存标课题组运用多种实验手段在北京大学高超声速静风洞中展开实验,并结合理论和计算方法,发现由包括胀压粘性在内的胀压做功过程会在转捩前期产生剧烈的气动加热,其大小可能超过完全湍流状态下的气动加热值。而这一过程是与由二次模态波引起的高频压缩---膨胀过程紧密相关。这一重要发现告诉人们,在高马赫数流动中,胀压做功特别是胀压粘性系数的作用不可忽视。准确评估其大小对于高超转捩的理论分析和计算建模具有极为重要。

文章链接:

Yiding Zhu, et al, "Aerodynamic heating in transitional hypersonic boundary layers: Role of second-mode instability," Physics of Fluids 30, 011701 (2018); 

李存标教授简介:

北京大学工学院教授,Email:cblee@mech.pku.edu.cn 

个人主页:点击此处

研究领域:流体力学、实验流体力学

长期在国内致力于流体力学的实验研究,1987-1990年从事高超音速激波和湍流边界层干扰的研究。1990年至今从事转捩和湍流的研究,其中1996-1998和Kachanov合作进行边界层转捩研究。在可压缩流动和不可压缩流动的研究中均取得进展,特别是在边界层转捩这一历经百年的重大科学问题上获得基本结果,建立了壁湍流产生的一般框架。被认为是国际上本领域最前沿的学者之一。

(本文来源:北京大学新闻网;)

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文章评论(2)
李明[北京航空航天大学]

"胀压做功"到底是什么??不懂

15天前 | 回复
爬上海岸的鱼[SYNNEX China]

中国高超从实验风洞到基础研究目前都处于快速发展阶段

18天前 | 回复
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作者 王强

硕士研究生

西北工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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