k-ω-γ模式对转捩影响因素的预测性能研究

摘要：

高超声速边界层转捩的准确预测对飞行器的防热、减阻至关重要,而影响高超声速边界层转捩的因素众多.从模式角度出发研究边界层转捩的影响因素,采用k-ω-γ转捩模式对5°圆锥的边界层转捩进行了数值分析,计算了不同头部钝度、来流雷诺数和湍流度情况下的边界层转捩,并与实验结果进行了对比.研究结果表明:k-ω-γ转捩模式基本能够反映头部钝度、来流雷诺数、来流湍流度对高超声速圆锥边界层转捩的影响规律,但对转捩后的热流峰值预测不准;从模式构造角度分析发现,雷诺数越高或头部钝度越小,层流区边界层越薄,k-ω-γ转捩模式中第一、第二模态时间尺度增大,因此转捩起始位置提前;来流湍流度越大,等效脉动动能初值越大,导致层流区发展过程中等效脉动动能越大,因此转捩易于发生.

关键词：k-ω-γ模式、转捩、圆锥、头部钝度、来流湍流度

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分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：The project was supported by the National 973 project 2009CB72414.国家973计划资助项目2009CB72414.

在线出版日期：2015-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：215-222