压缩性对高超声速三维边界层转捩的影响研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11872208
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0903.空气动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The three-dimensional hypersonic boundary layer transition is one of the most important and difficult problems of aerodynamics. It is restricted to research the effect of compressibility on the instability of hypersonic boundary layer by the limitation of precise measurement methods and data analysis methods. Based on the wind tunnel experiments, this proposal will research the parameterized definition of the different instability modes and the interaction between the different modes of disturbance during the three-dimensional transition process on the hypersonic cone, comprehensively using the multiple precise measurement methods combined with the data processing and analysis methods which can reveal the procession of boundary layer transition and the mechanism of instability. Then the type and characteristic of three-dimensional instability mechanism will be given for the hypersonic cone at different Mach numbers, including the effect rules of the compressibility on the hypersonic three-dimensional boundary layer transition. The aim of the proposal is to provide the theoretical basis for the precise prediction of hypersonic three-dimensional boundary layer transition, the effective transition control methods and the research of the mechanism of transition. Besides, it also can provide the technical support for the fine design of the hypersonic vehicles in the wide speed range.
高超声速三维边界层转捩问题是空气动力学研究领域的重点和难点之一,压缩性对高超声速边界层流动失稳的影响受到精细化的实验手段和数据处理与分析方法的制约。本项目采用风洞实验研究方法,综合运用多种高超声速三维边界层流场的精细化测量手段,结合能够揭示边界层转捩过程和失稳机制的实验数据处理和分析方法,对高超声速圆锥三维边界层转捩过程中的不同失稳模态参数化定义方法以及不同模态扰动的相互干扰进行研究,总结出不同马赫数下,高超声速圆锥三维边界层失稳机制的类型和特征,以及压缩性对高超声速三维边界层转捩的影响规律,为高超声速三维边界层转捩的精确预估、转捩有效控制方法及转捩物理机理研究提供理论基础,为宽速域高超声速飞行器的精细化设计提供技术支撑。

结项摘要

高超声速飞行器三维边界层转捩问题是空气动力学研究领域的重点和难点之一,高超声速边界层流动失稳机理研究受到精细化的实验手段和数据处理与分析方法的制约。本项目采用风洞实验研究方法,综合运用多种高超声速三维边界层流场的精细化测量手段和相应数据分析方法,对高超声速三维边界层转捩过程中的不同失稳模态辨识以及不同模态扰动的相互干扰进行研究。.首先,发展了基于红外热成像的高超声速边界层热流全局测量及转捩辨识方法,以及基于基于高频压力/热流信号的模态辨识分析方法,具备了高超声速边界层稳定性分析及转捩测量能力。然后,针对圆锥典型构型试验模型以及HyTRV高超声速飞行器转捩标模,进行了风洞试验。结果表明,在常规高超声速风洞流场中圆锥三维边界层存在定常横流涡、低频和高频不稳定波;有迎角 条件下,低频(15~50 kHz)和高频(210~340 kHz)不稳定波同时存在,圆锥边界层更容易发生转捩。随着迎角的增加,定常横流涡“条带”结构更加清晰,模型尾段的转捩阵面向迎风面移动,低频和高频不稳定波振幅增大、频带范围变宽;同一迎角下,增大单位雷诺数,高频、低频不稳定波和定常横流涡更早地出现并增长至饱和,伴随着不稳定波的振幅增大和频带变宽,其中低频不稳定波相较于高频不稳定波更早出现。.本项目成果有利于为高超声速三维边界层转捩的精确预估、转捩有效控制方法及转捩物理机理研究提供理论基础,为宽速域高超声速飞行器的精细化设计提供技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高超声速逆向喷流数值模拟和风洞试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    空气动力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董昊;张旭东;刘是成;程克明;赵炜
  • 通讯作者:
    赵炜
The nonlinear lift coefficient characteristics and active flow control of a symmetrical airfoil at a low Reynolds number
低雷诺数对称翼型的非线性升力系数特性及主动流动控制
  • DOI:
    10.1063/5.0122875
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
    Physics of Fluids
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Tianyu Xia;Hao Dong;Jie Wu;Kaixin Li;Zhou Jin;Yuqi Liu
  • 通讯作者:
    Yuqi Liu
高超声速圆锥边界层不稳定性及转捩实验研究
  • DOI:
    10.11729/syltlx20210136
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    实验流体力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘是成;姜应磊;董昊
  • 通讯作者:
    董昊
高超声速流场等离子体逆向喷流减阻特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张旭东;李铮;董昊;高思源;纪祖赑;黎凯昕;白光辉
  • 通讯作者:
    白光辉
Experimental Study of Vertical Tail Model Flow Control Based on Oscillating Jet
基于振荡射流的垂直尾翼模型流动控制实验研究
  • DOI:
    10.3390/app13020786
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
    Applied Sciences
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xingyu Cao;Hao Dong;Yunsong Gu;Keming Cheng;Fan Zhang
  • 通讯作者:
    Fan Zhang

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其他文献

产品开发团队组织模式的自适应决策模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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知识化制造单元建模、控制与仿真的新方法
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  • 发表时间:
    --
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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    --
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  • 影响因子:
    --
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  • 通讯作者:
    邹宗园
知识化制造单元的动态任务控制策略
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机集成制造系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董昊;严洪森
  • 通讯作者:
    严洪森
露天矿岩体质量熵权-联系云评价模型
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    --
  • 发表时间:
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    合肥工业大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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其他文献

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董昊的其他基金

粗糙单元诱导的高速边界层转捩机理研究
  • 批准号:
    11302102
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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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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