可压缩磁流体边界层电磁控制数值模拟研究

【作者】 谭凌峰； 黄鑫； 彭顺浩； 封永亮； 金科；

【机构】 西北工业大学航空学院； 西北工业大学极端力学研究院；

【摘要】 磁流体电磁控制技术在高超声速飞行器中的热防护、进气道控制、通信黑障缓解等领域中有着重要作用,近年来逐渐发展为国际航空航天领域的研究热点,在磁流体电磁控制技术研究中,湍流也是考虑的重点之一。本文基于Navier-Stokes方程和Maxwell方程的简化假设建立了MHD、湍流流场耦合模型,其中湍流模型采用Spalart-Allmaras模型。并且进行了对于Spalart-Allmaras模型二维零压力梯度超声速平板算例验证以及通过Brio-Wu激波管以及Hartmann流动两个经典MHD流动算例进行验证。验证结果说明本文所使用的Spalart-Allmaras模型程序在湍流模拟具有良好效果以及MHD程序数值格式对于黏性流动也具有良好的数值精度。本文通过外加电磁场高超声速磁流体平板数值模拟,研究电磁控制技术对湍流的影响,并且进行了不同磁雷诺数下的数值模拟以分析感应磁场的影响。研究表明,感应磁场主要影响湍流流动的壁面摩阻和热流,当磁雷诺数大于0.5时感应磁场无法忽略。更多还原