超聲速半球體繞流磁流體流動(dòng)控制數(shù)值模擬研究.pdf

1、通過電磁場與流場的相互作用對(duì)飛行器表面流場進(jìn)行有效的控制，這是一種全新的流動(dòng)控制方法。該方法與傳統(tǒng)的表面氣流接觸式流動(dòng)控制方式相比，其突出優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)額外改變飛行器的氣動(dòng)外形，因而在航空航天領(lǐng)域，特別是在超聲速飛行的流動(dòng)控制方面具有很大發(fā)展空間及應(yīng)用前景。
　　針對(duì)鈍體超聲速飛行中所產(chǎn)生的高壓、高熱以及高阻力等問題，已有的研究表明通過改變飛行器前端流場特別是改變飛行器前端弓形激波的形態(tài)，能夠有效的改善上述問題。以此為目的，本文著力

2、研究幾類電磁場對(duì)典型半球體外形超聲速繞流場的影響，探討超聲速飛行中的磁流體控制方法。通過求解三維磁流體方程組，對(duì)超聲速情況下半球體的繞流場進(jìn)行模擬，分別研究了偶極子磁場、均勻磁場和有攻角飛行時(shí)的流場及外形氣動(dòng)特性，具體內(nèi)容如下：
　　首先，研究不同強(qiáng)度的偶極子磁場與繞流場的相互作用，主要分析了不同條件下繞流流場結(jié)構(gòu)、駐點(diǎn)延伸線上各狀態(tài)參數(shù)以及半球體阻力的變化。結(jié)果顯示，半球體的不同截面的流場具有對(duì)稱性。隨著磁場強(qiáng)度增加，激波脫體距

3、離增加，阻力系數(shù)降低，在激波層和半球體之間，半球體兩側(cè)處壓強(qiáng)、密度和溫度等參數(shù)數(shù)值逐漸降低。
　　其次，研究不同強(qiáng)度條件下均勻磁場對(duì)超聲半球體繞流的影響。結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著均勻磁場強(qiáng)度的增加，弓形激波兩側(cè)逐漸變寬，激波脫體距離增加，飛行器阻力系數(shù)下降。當(dāng)磁場強(qiáng)度較大時(shí)，阻力系數(shù)最多下降了20％。另外，在半球體頭部駐點(diǎn)處，壓強(qiáng)和密度隨磁場強(qiáng)度增大逐漸減小。
　　最后，研究有攻角飛行時(shí)，偶極子磁場對(duì)超聲速繞流場的作用。