邊界層轉捩紅外成像測量及熱壁面影響研究的開題報告_第1頁
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邊界層轉捩紅外成像測量及熱壁面影響研究的開題報告一、研究背景飛行器的超聲速飛行和高超聲速飛行會在其周圍產生一個由高速氣流形成的邊界層，這會導致慣性電容傳感器等常用傳感器失效。因此，研究邊界層轉捩現象和熱壁面影響成為了超聲速和高超聲速飛行器設計和研究的重要問題。當前，邊界層轉捩的研究主要依賴于實驗室試驗和數值模擬，但由于熱壁面效應等因素的影響，實驗室試驗的結果與實際情況存在差異，無法完全解釋流動現象。因此，需要開展開展邊界層轉捩紅外成像測量及熱壁面影響的研究。二、研究內容本文將開展以下研究內容：1.研究超聲速邊界層轉捩現象，并結合實驗和數值模擬進行研究，了解超聲速下邊界層穩定性和非穩定性的變化規律。2.基于紅外成像技術，對邊界層轉捩現象進行定量和定性的測量，獲得高精度的實驗數據。3.制備熱壁面試樣，并使用紅外成像技術測量其影響，以驗證實驗數據的正確性并分析熱壁面影響。4.分析測量數據，建立邊界層轉捩的理論模型，并與實驗結果進行對比驗證，探究邊界層轉捩的機理及其影響因素。三、研究方法與技術路線1.數值模擬：采用CFD方法對試驗進行邊界層轉捩的數值模擬。2.實驗：通過超聲速風洞進行風洞試驗，使用紅外成像技術對邊界層轉捩的影響進行測量。3.數據處理：使用MATLAB等軟件對測量到的數據進行處理和分析，并據此建立邊界層轉捩的理論模型。4.技術路線：風洞試驗-數值模擬-紅外成像測量-數據處理及分析-建立理論模型。四、研究意義1.提供邊界層轉捩紅外成像測量的技術路線和方法，為邊界層轉捩研究提供了一種新的手段。2.研究邊界層轉捩現象及熱壁面影響，將有助于了解超聲速下邊界層穩定性和非穩定性的變化規律，為超聲速和高超聲速飛行器的設計和研發提供參考。3.為超聲速風洞試驗等研究領域提供實驗技術和數據支持，提升研究水平。五、研究計劃和預期結果1.研究計劃：（1）第一年：研究超聲速邊界層轉捩現象，并結合實驗和數值模擬進行研究。（2）第二年：基于紅外成像技術，對邊界層轉捩現象進行定量和定性的測量，并制備熱壁面試樣。（3）第三年：分析測量數據，建立邊界層轉捩的理論模型，并與實驗結果進行對比驗證。2.預期結果：（1）總結出邊界層轉捩現象在超聲速下的變化規律。（2）開發出基于紅外成像技術的邊界層轉捩的測量方法。（3）獲得高精度的邊界層轉捩的實驗數據，并分析熱壁面影響。

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