CN119476140A 一种控制边界层剖面的装置、方法及装置的设计方法 （中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所）

本申请的实施例提供了一种控制边界层剖2每个槽道包括上游入口和下游出口，所述每个槽道的上游入口面每个槽道的长度沿着远离试验平板壁面的方向依次减小，且每个槽入所述单个槽道中的流体处于动量守恒状态和流量;其中，(ou,A)in为槽道入口流量，(PUYA)er为槽道出口流量，cr为流体在单个槽道中游出口面积，Ain为所述上游入口面积，s为所述长度，up为流体在槽道中的平均速度，根据边界层剖面的控制要求，计算出如权利要求1_4中任一项所述装置中各个槽道的将设计好的所述装置布置在试验平板的上游入口处，所述装置基于所述边界层剖面值确定所述装置中的第一层槽道的槽道参数，所设定每层槽道的出口面积相同，基于第一层槽道的下游出口面积和所根据第一层槽道的槽道参数设计得到第一层槽道，以及根据将所有槽道按照长度由大到小的顺序并排设置3根据所述边界层剖面值以及第一层槽道的长度，通过动量守恒定基于第一层槽道的下游出口面积确定其他槽道根据所述边界层剖面值和其余槽道的下游出口面积确定出其余槽其余槽道根据自身的体积流量以及下游出口面积确定出自身的上游4[0002]边界层是所有流动现象中最为简单的一种，是流体力学研究中最基础的理论模;5根据边界层剖面的控制要求，计算出如第一方面所述装置中各个槽道的槽道参[0012]根据本申请实施例的第三方面，提供了一种如第一方面将所有槽道按照长度由大到小的顺序并排设置基于第一层槽道的下游出口面积确定其他槽道根据所述边界层剖面值和其余槽道的下游出口面积确定出其余槽其余槽道根据自身的体积流量以及下游出口面积确定出自身的上游入口面积和6图1示出了根据本申请一个实施例的利用控制边界层剖面的装置控制边界层剖面本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，7PQ=(PUYA)in=(PUYA)ex1）2）34）入口面积Ain就会相应的增大，但是上游入口面积Ain始终小于下游出口面积Aex，所以在上游入口面积Ain在理论上无限接近下游出口面积Aex。上游入口面积Ain无限接近下游出根据边界层剖面的控制要求，计算出上述实施例所述装置中各个槽道的槽道参8在试验平板的壁面，其余槽道按照长度递减的方式依次设置，且每个槽道的下游出口齐平[0034]如图1所示，将设计好的装置布置在试验平板的上游入口处，当上游的均匀来流基于第一层槽道的下游出口面积确定其他槽道根据所述边界层剖面值和其余槽道的下游出口面积确定出其余槽其余槽道根据自身的体积流量以及下游出口面积确定出自身的上游入口面积和95）w为壁面上的摩擦应力。PQ=(PUYA)in=(OUYA)ex6）(ougA)a-(oufa)=(PA)n-(PA)ox+psac(Aex-An)-tnAsac7）其中6）式描述了质量守恒，PQ为总流量，(ou,A)in为入口处质量流量，(PUYA)er为出口处质量流量。（7）式描述了动量守恒，(ougA)为出口处流体动量，psae(Aer-An)为曲面边界上压力投影产生的动量损失，为壁面摩擦力引起的动量8）9）其中Cr为修正系数，表明当前摩擦应力与Couette流情况的差异，当Cr=1时，与b14）Ain,1；代入(14)式cr·12u·s=PQ(Aexr-Ain)，即可求解第