稀薄环境中的侧向湍流射流
流体动力学
2025-01-10 v1
摘要
侧向射流在控制高超声速飞行器的轨迹和气动加热中起着关键作用。然而，湍流与稀薄效应之间的复杂相互作用很少被研究。本研究通过采用新开发的GSIS-SST方法[J. Fluid Mech. 1002 (2025) A10]填补了这一知识空白，该方法结合了用于湍流的剪切应力输运（SST）模型和用于稀薄气体流动的广义合成迭代方案（GSIS）。研究发现，在50公里到80公里的高度，GSIS-SST与纯GSIS（SST）之间的俯仰力矩最大相对差异达到28%（20%）。虽然射流本应降低表面热流，但其湍流显著削弱了这种降低，例如，当射流压力比为1.5时，GSIS-SST预测的热流比GSIS高约一个数量级。增加攻角会加剧局部湍流，导致GSIS-SST与GSIS在剪切应力和热流上的差异扩大。这些见解增强了我们对侧向射流的理解，并强调了在中高度高超声速飞行中同时考虑湍流和稀薄效应的重要性。
引用
@article{arxiv.2501.05074,
title = {Lateral turbulent jet in rarefied environment},
author = {Songyan Tian and Lei Wu and Minping Wan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05074},
year = {2025}
}