低温冷却壁面上激波-湍流边界层相互作用的壁面传热与流场构型
流体动力学
2026-04-09 v1
摘要
在本研究中，我们实验研究了超声速流动中入射-反射激波-湍流边界层相互作用在冷却壁面上的壁面传热和流场构型。风洞实验在马赫数 2.0 和总温度 289 K 的条件下进行。为创建冷却壁面状态，风洞壁面使用液氮冷却至 77.4 K。除了常规测量方法（如纹影可视化方法和压力测量）外，还采用了低温温度敏感涂料来阐明流场构型与低温冷却壁面壁面热流之间的关系。低温冷却壁面的壁面温度为 95 K，对应的壁面-恢复温度比为 0.34。油流图像和壁面温度分布表明风洞中心区域为准二维流动。纹影图像和壁面压力分布表明，在冷却壁面条件下，分离点相对于非冷却壁面条件向下游移动。基于冷却壁面实验获得的温度分布，分离点处的壁面热流因壁面外流而减小。峰值壁面压力比和壁面热流比（以其上游值归一化）表现出与先前报道的冷却壁面条件下数据一致的趋势。这些结果表明低温温度敏感涂料是研究壁面温度对低温冷却壁面上激波-湍流边界层相互作用影响的强大工具。
引用
@article{arxiv.2604.06797,
title = {Wall heat transfer and flow field configuration of shock wave-turbulent boundary layer interactions on cryogenically cooled wall},
author = {Yuma Miki and Leo Ando and Azumi Miyazaki and Yasuhiro Egami and Kiyoshi Kinefuchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.06797},
year = {2026}
}