振动壁面上的高超音速三维流动转捩的模式研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11572177
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0901.湍流与流动稳定性
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Predicting laminar-turbulent transition in hypersonic boundary layers plays a key role in the design of future space vehicles operating at sustained hypersonic speeds. So far, there are few published investigations into the wall-oscillation effect upon three-dimensional boundary-layer transition, which could become more difficult in hypersonic flow regime due to the existence of oscillating shock waves. In fact, without consideration of such effect, it cannot be predicted by the present numerical methods that the large transitional flow region occurring on the leeward side of space vehicles in flight tests. Therefore, based on the linear/nonlinear stability theories, in combination with modern CFD methods, this work is firstly to develop numerical methods of high fidelity, in order to resolve the mean hypersonic flow-field of three-dimensional boundary layers with wall/shock oscillation. Then, stability analysis is to be carried out to understand the instability/transition mechanism in such flows. Consequently, a new transition/turbulence model will be proposed and validated in this study that takes into account the rational effects of wall/shock oscillation in hypersonic flows, which could be used for the design of space vehicles.
准确预测由层流向湍流的转捩过程是高超声速飞行器设计的重点和难点之一。对于实际飞行中机体振动及其导致的激波振荡影响转捩过程的问题,国内尚无相关技术积累,国外也未见任何研究发表。而现有的未考虑该影响的转捩预测模型无法模拟飞行试验中飞行器背风面出现大范围流动转捩的现象。因此,本课题拟根据线性/非线性流动稳定性理论,结合现代计算流体力学技术,首先发展高精度的数值方法,获得存在壁面振动和激波振荡的高超音速三维边界层流场;进而揭示流动失稳机理,归纳出壁面振动和激波振荡对流动转捩的影响规律;在此基础上,建立相应的适用于大规模并行计算的湍流/转捩模式,为实际高超音速飞行器的设计和改进提供理论依据和技术支持。

结项摘要

层流向湍流的转捩预测是高超声速飞行器设计的关键问题。对于实际飞行中机体振动及其导致的激波振荡影响转捩过程的问题,国内尚无相关技术积累,国外也未见任何研究发表。本项目首次系统性地研究了振动壁面对转捩的影响机理,并在此基础上建立了壁面振动条件下高超声速三维边界层流动的湍流/转捩模式。该模式成功应用于我国高超声速飞行器真实外形转捩预测的整机计算,服务于全机的气动外形设计,并经过多发飞行试验验证,而国外目前尚无全机转捩预测报道。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(6)
专利数量(1)
Detached-eddy simulation of supersonic flow past a spike-tipped blunt nose
通过尖头钝头的超音速流的分离涡模拟
  • DOI:
    10.1016/j.cja.2018.06.016
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Chinese Journal of Aeronautics
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Xue Yuan;Wang Liang;Fu Song
  • 通讯作者:
    Fu Song
Computational study of drag increase due to wall roughness for hypersonic flight
高超声速飞行壁面粗糙度阻力增加的计算研究
  • DOI:
    10.1017/aer.2017.9
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
    Aeronautical Journal
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    Wang L;Zhao Y;Fu S
  • 通讯作者:
    Fu S
A comparative study of DES type methods for mild flow separation prediction on a NACA0015 airfoil
NACA0015翼型温和流动分离预测DES型方法的比较研究
  • DOI:
    10.1108/hff-07-2016-0263
  • 发表时间:
    2017-11
  • 期刊:
    International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Wang Liang;Li Liying;Fu Song
  • 通讯作者:
    Fu Song
Numerical study of an airfoil with riblets installed based on large eddy simulation
基于大涡模拟的带肋翼型数值研究
  • DOI:
    10.1016/j.ast.2018.05.013
  • 发表时间:
    2018-07
  • 期刊:
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Yufei Zhang;Haixin Chen;Song Fu;Wenjiao Dong
  • 通讯作者:
    Wenjiao Dong
An intelligent algorithm for coherent sound source localization based on a strong tracking filter
基于强跟踪滤波器的相干声源定位智能算法
  • DOI:
    10.1016/j.cja.2019.02.014
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Chinese Journal of Aeronautics
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Ji Jianchao;Wang Liang;Wang Mingxin;Fu Song
  • 通讯作者:
    Fu Song

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其他文献

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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