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烧蚀图像研究概述
2021-03-22 | 阅:  转:  |  分享 
  
烧蚀图像研究头部防热层在驻点区域是光滑的,但在声速点附近烧蚀成20条左右的纵向沟槽。声速点的烧蚀量大于驻点的烧蚀量。端头上有菱形花纹或者鱼鳞
坑出现。经典的层流烧蚀外形:模型烧蚀时,驻点后退,球头逐渐变平钝,头部烧成光头,锥身部分有流纹或者细沟。转捩烧蚀图像:表面
会出现熔楔、凹坑、菱形花纹实验表明,熔楔是边界层转捩区的一种普遍的烧蚀形状,是一种尖楔状沟槽。实验表明,凹坑的数目较少,大小不
一,分布不均匀,深度随时间发展较快变化,且只发生在头部,出现凹坑的雷诺数略低于有序熔楔。湍流烧蚀图像:菱形花纹,鱼鳞坑。菱形花纹
的形成有两种:一种是相邻熔楔的两边相交,其交点为菱形花纹的起点,另一种是熔楔的两边演化为花纹的两边,在这个大的楔形区内布满花纹。鱼
鳞坑的数量较少。随着烧蚀时间的延长,模型表面的菱形花纹从规则的变成不规则的,由整齐的交叉沟槽变成相对紊乱的沟槽,即由菱形花纹变成鱼
鳞坑。雷诺数——控制烧蚀图像的主要参数同样的材料烧蚀形成不同的图像,主要是表面气流的流动状态不同造成的。光滑的表面一般是层流边界层
烧蚀的结果,气印(类似于软性物质表面的鱼鳞坑)是湍流边界层烧蚀的结果,而熔楔是层流和湍流之间过渡区的烧蚀结果。决定边界层流动状态的
主要因素是雷诺数,因此雷诺数的大小对烧蚀图像起主要的控制作用。有序熔楔熔楔是边界层转捩区中较普遍存在的烧蚀图像。它不仅出现在不同几
何外形如尖锥、平板和球锥的表面,而且在不同类型的烧蚀材料如熔化、升华和碳化材料上都能形成。在外部流动和内部流动的烧蚀表面上都有熔楔
存在。熔楔有一定的形状:半楔角约为9°-11°,略小于亚声速湍流楔半楔角,前面有细沟引导,发展较好的熔楔两边有两条较深的窄沟。来流
温度对熔楔的发展有很大的影响:当来流温度低时,表面熔融层流动较慢,熔楔短而不明显;当来流温度较大时,熔楔编的又长又大。来流压力对熔
楔的影响主要体现在对雷诺数的影响上面。菱形花纹的形成机理Laganelli和nestler设想的菱形花纹的形成表述为:纵向涡产生具
有周期性的横向间隔流动不稳定性发展,但相应于一排纵向涡后面有优先的横向间隔不稳定性周期性的发出并产生扰动波,这些扰动波在相应于某些
位于边界层内的干扰以当地马赫角传播第一族扰动波触发了新的不稳定性,这些扰动波还同时与纵向涡迹相交诱导的不稳定性又成为新的扰动源,已
解释花纹的迅速扩延扰动波和边界层相互作用时,引起物面压力的增高和热的增加,当波碰上物面便形成烧蚀,这就产生了菱形花纹上的沟槽。菱形
花纹产生的条件边界层外缘速度为超声速边界层状态为湍流材料必须要有烧蚀响应关于烧蚀图像的理论DifferentialAblatio
nInelasticDeformationLiquidLayerinstabilityMechanismsandexperimentaldata
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(本文系cyxyxkm首藏)