激波诱导边界层分离的研究的开题报告.docx
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激波诱导边界层分离的研究的开题报告开题报告一、研究背景和意义激波诱导边界层分离作为一种新型的高超声速气动力学现象,近年来备受关注。在高超声速飞行器的设计和飞行控制中,对此进行深入研究和理解非常重要。目前,已有一些文献针对此现象进行了研究,但是还存在许多问题需要进一步探究。首先,目前对于激波诱导边界层分离的理解还不够深入,对于其机理和影响因素尚未明确。其次,对于不同几何形状的高超声速飞行器,其激波诱导边界层分离的规律是否相同也需要进一步研究。此外,传统的流动控制手段如气动加热等是否可应用于抑制激波诱导边界层分离也需要进行探究。因此,深入研究激波诱导边界层分离,对于促进高超声速飞行器的设计和运行控制具有重要意义。二、研究内容和方法本研究旨在探究激波诱导边界层分离的机理和影响因素,研究不同几何形状的高超声速飞行器在激波作用下的流动特性,并探究气动加热等措施对于抑制激波诱导边界层分离的有效性。本研究将采取如下方法:1.数值模拟:采用计算流体力学(CFD)方法建立高超声速飞行器在激波作用下的流动数值模型,探究边界层分离的机理和影响因素。2.实验研究:通过风洞实验,测量不同几何形状高超声速飞行器在激波作用下的流动特性,进一步验证数值模拟的结果。3.气动控制实验:采用气动加热等传统的流动控制手段,探究其在抑制激波诱导边界层分离方面的效果。三、预期成果1.深入了解激波诱导边界层分离的机理和规律;2.探究不同几何形状高超声速飞行器在激波作用下的流动特性,为高超声速飞行器设计提供理论依据;3.探究气动加热等传统的流动控制手段在抑制激波诱导边界层分离方面的应用前景。四、研究计划和进度安排1.文献调研和理论研究(2022年1月至2022年6月):调研和整理激波诱导边界层分离的相关文献,深入研究其机理和影响因素。2.数值模拟(2022年7月至2023年2月):建立高超声速飞行器在激波作用下的流动数值模型,对激波诱导边界层分离进行数值模拟研究。3.风洞实验(2022年9月至2023年6月):设计和实施不同几何形状高超声速飞行器在激波作用下的流动特性的风洞实验,并进行数据处理和分析。4.气动控制实验(2023年3月至2023年12月):设计和实施气动加热等传统的流动控制手段的实验,探究其在抑制激波诱导边界层分离方面的效果。5.论文撰写和论文答辩(2024年1月至2024年6月):根据研究结果撰写硕士论文,并进行学术论文答辩。五、预期经费预算本研究项目预计需要的经费主要用于购买实验材料、实验设备和涉及人员的各项支出。具体预算如下:编号|经费类别|经费金额-|-|-1|实验设备购置|30万元2|材料费|20万元3|差旅费|5万元4|人员支出|20万元5|其他支出|5万元总计||80万元六、研究团队和研究指导老师本研究由一名硕士研究生负责,研究指导老师为XXX教授。团队中还包括多名协助实验和理论分析的研究助理和实验室技术人员。七、参考文献[1]刘宁,李学升,龙天林.激波诱导边界层分离的研究进展[J].流体力学与计算,2019,14(3):29-35.[2]郭胜利,何勇,任志红.激波诱导边界层分离的数值模拟与研究进展[J].兵器材料科学与工程,2017,40(6):143-148.[3]李明,王晓杰,张建华.气动加热抑制高超声速飞行器激波诱导边界层分离[J].兵工学报,2020,41(11):2200-2206.