高超聲速零攻角鈍錐邊界層穩(wěn)定性分析及轉(zhuǎn)捩預(yù)測(cè)的開題報(bào)告

高超聲速零攻角鈍錐邊界層穩(wěn)定性分析及轉(zhuǎn)捩預(yù)測(cè)的開題報(bào)告開題報(bào)告題目：高超聲速零攻角鈍錐邊界層穩(wěn)定性分析及轉(zhuǎn)捩預(yù)測(cè)研究方向：流體力學(xué)、高超聲速空氣動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容：高超聲速飛行器的發(fā)展是當(dāng)前國(guó)際上一個(gè)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。其中，零攻角鈍錐是高超聲速飛行器的典型形狀之一，其形態(tài)簡(jiǎn)單，具有一定的工程適用性。然而，在氣動(dòng)性能方面，零攻角鈍錐卻因其流動(dòng)狀態(tài)的不穩(wěn)定而變得極為復(fù)雜。為實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行器的快速、安全、穩(wěn)定的飛行，必須對(duì)零攻角鈍錐的邊界層穩(wěn)定性進(jìn)行深入分析和研究。本研究目的是通過數(shù)值計(jì)算方法對(duì)零攻角鈍錐的邊界層進(jìn)行全面的穩(wěn)定性分析，并預(yù)測(cè)其轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的位置。具體的研究?jī)?nèi)容包括：1.分析零攻角鈍錐表面的復(fù)雜流動(dòng)結(jié)構(gòu)，研究其邊界層的物理特性，探討形成非定常流動(dòng)的主要原因。2.利用數(shù)值計(jì)算方法，建立零攻角鈍錐的邊界層流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行定常和非定常流動(dòng)的數(shù)值模擬，計(jì)算出零攻角鈍錐的流動(dòng)特性。3.對(duì)零攻角鈍錐的邊界層進(jìn)行穩(wěn)定性分析，探討各種擾動(dòng)對(duì)于流動(dòng)的影響，研究并預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)捩的位置和形式。4.利用該研究成果為高超聲速飛行器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究提供科學(xué)依據(jù)。研究意義：高超聲速飛行器的快速、安全、穩(wěn)定飛行對(duì)于國(guó)防事業(yè)和國(guó)家發(fā)展具有非常重要的意義。本研究可以深入分析高超聲速零攻角鈍錐邊界層流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型和物理機(jī)理，為高超聲速飛行器的優(yōu)化設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論和實(shí)際意義。研究方法：本研究將采用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行分析和研究。具體的研究方法包括：1.建立零攻角鈍錐的邊界層流動(dòng)數(shù)學(xué)模型。2.利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法，進(jìn)行零攻角鈍錐的定常和非定常流動(dòng)數(shù)值模擬，計(jì)算流動(dòng)特性。3.利用擾動(dòng)方程和穩(wěn)定性分析方法，研究零攻角鈍錐的邊界層流動(dòng)穩(wěn)定性，預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的位置和形式。4.對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和比較，檢驗(yàn)數(shù)值方法的可靠性和精度。預(yù)期成果：通過本研究，將深入理解零攻角鈍錐邊界層的流動(dòng)物理現(xiàn)象和穩(wěn)定性特性，并預(yù)測(cè)其轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的位置和形式。為高超聲速飛行器的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。預(yù)期成果包括：1.利用數(shù)值計(jì)算方法，建立零攻角鈍錐的邊界層流動(dòng)數(shù)學(xué)模型。2.進(jìn)行零攻角鈍錐的定常和非定常流動(dòng)數(shù)值模擬，計(jì)算出流動(dòng)特性。3.對(duì)零攻角鈍錐的邊界層進(jìn)行穩(wěn)定性分析，預(yù)測(cè)其轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的位置和形式。4.發(fā)表相關(guān)論文或?qū)W術(shù)論文，并提交相關(guān)專利申請(qǐng)。研究計(jì)劃：1.閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，深入了解高超聲速飛行器的發(fā)展和零攻角鈍錐的穩(wěn)定性問題。2.建立零攻角鈍錐的邊界層流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)值計(jì)算程序。3.基于數(shù)值計(jì)算方法，進(jìn)行零攻角鈍錐的定常和非定常流動(dòng)數(shù)值模擬。4.對(duì)零攻角鈍錐的邊界層進(jìn)行穩(wěn)定性分析，預(yù)測(cè)其轉(zhuǎn)捩點(diǎn)的位置和形式。5.分析計(jì)算結(jié)果，對(duì)數(shù)值方法進(jìn)行驗(yàn)證和比較，得出結(jié)論。6.完成論文或?qū)W術(shù)論文的撰寫，提交相關(guān)專利申請(qǐng)。參考文獻(xiàn)：1.李世明，李雷，劉志剛，等.高速氣動(dòng)熱物理學(xué)導(dǎo)論[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2004.2.李世明，史登元.高超聲速飛行器飛行動(dòng)力學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2018.3.Liu,C.,Liu,T.,&Yu,Y.(2014).Hypersonicflowcontrolwithplasmaaerodynamics.ProgressinAerospaceSciences,68,1-26.4.Wang,W.,&Ren,J.(2015).Stabilityandtransitionanalysisofhypersonicboundarylayerflowoveradouble-coneconfiguration.PhysicsofFluids,27(3),034106.5.Zhang,S.,&Meng,X.(2016).Numericalsimulationofthehypersonicflowa