C-γ-Reθ高超声速三维边界层转捩预测模型

doi:10.7527/S1000-6893.2021.25711

国家数值风洞(NNW)进展及应用专栏

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C-γ-Re_θ高超声速三维边界层转捩预测模型

向星皓¹, 张毅锋¹, 袁先旭¹, 涂国华¹, 万兵兵¹, 陈坚强^1,2

1. 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室, 绵阳 621000;
2. 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所, 绵阳 621000

收稿日期:2021-03-30 修回日期:2021-04-23 发布日期:2021-05-10
通讯作者: 陈坚强 E-mail:chenjq@cardc.cn
基金资助:
国家重点研发计划（2016YFA0401200）；国家数值风洞工程；国家自然科学基金（11872370，12002355）

C-γ-Re_θ model for hypersonic three-dimensional boundary layer transition prediction

XIANG Xinghao¹, ZHANG Yifeng¹, YUAN Xianxu¹, TU Guohua¹, WAN Bingbing¹, CHEN Jianqiang^1,2

1. State Key Laboratory of Aerodynamics, China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China;
2. Computational Aerodynamics Institute, China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China

Received:2021-03-30 Revised:2021-04-23 Published:2021-05-10
Supported by:
National Key Research and Development Program of China (2016YFA0401200); National Numerical Windtunnel Project; National Natural Science Foundation of China (11872370, 12002355)

摘要/Abstract

摘要： 针对国家数值风洞（NNW）工程高超声速三维边界层转捩预测需求，开展了高超声速边界层横流转捩判据及模型研究。采用线性稳定性分析e^N方法对高超声速转捩数据进行扩展，结合横流强度与表面粗糙度构造当地化的高超声速横流转捩判据，对基于Chant 2.0计算平台的高超声速修正γ-Re_θ转捩模型进行了横流模式拓展，建立了适用于高超声速三维边界层横流转捩预测的C-γ-Re_θ转捩模型。采用构建的转捩模型对多状态下的高超声速尖锥进行横流转捩预测，取得了与试验结果符合较好的预测效果。

关键词: 国家数值风洞工程, 高超声速流动, 三维边界层, 横流转捩, 转捩模型

Abstract: To meet the need for hypersonic three-dimensional boundary layer transition prediction for the National Numerical Windtunnel (NNW) Project, we study the hypersonic cross-flow transition criterion and the transition model. The hypersonic database is expanded using the linear stability theory of the e^N method, a fully-localized hypersonic cross-flow transition criterion constructed combining the cross flow strength and surface roughness, a cross-flow extension of the hypersonic modified γ-Re_θ transition model conducted based on the Chant 2.0 computing platform, and a C-γ-Re_θ transition model suitable for hypersonic 3D boundary layer transition prediction established. The transition model is used to predict the cross-flow transition on hypersonic sharp cones in multiple states, and the predicted results are in good accordance with the experimental results.

Key words: National Numerical Windtunnel Project, hypersonic flow, 3D boundary layer, cross-flow transition, transition model

中图分类号:

V211.3

向星皓, 张毅锋, 袁先旭, 涂国华, 万兵兵, 陈坚强. C-γ-Re_θ高超声速三维边界层转捩预测模型[J]. 航空学报, 2021, 42(9): 625711-625711.

XIANG Xinghao, ZHANG Yifeng, YUAN Xianxu, TU Guohua, WAN Bingbing, CHEN Jianqiang. C-γ-Re_θ model for hypersonic three-dimensional boundary layer transition prediction[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2021, 42(9): 625711-625711.

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