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Ma=0.7可压缩平板边界层直接数值模拟及拟序结构研究的开题报告
一、研究背景与意义：
随着科技的发展，航空航天工程的发展也逐渐走向了一个新的高度。高速飞行器的发展需要严格控制边界层的扰动，因为扰动会增加飞行器的阻力和燃料消耗，甚至可能导致飞行器失速。而有关边界层的研究和控制便成为了解决这一问题的重要手段之一。因此，对边界层的数值模拟与研究显得尤为重要。
在航空航天领域中，压缩气体的流动是一项非常重要的研究内容。在高速飞行器中，任何颗粒物都可能成为重大风险，因为它们可能会危及飞行器的整个系统。因此，开展有关压缩气体边界层流动的研究，不仅有助于提高飞行器的安全性，还可以推动高速飞行器的发展。
二、研究内容：
本研究主要对Ma=0.7可压缩平板边界层直接数值模拟及拟序结构进行研究。其中，数值模拟的研究内容包括：采用LES（大涡模拟）方法对可压缩平板边界层的流动进行模拟；使用气动实验测量实验数据对数值模拟进行验证；并分析数值模拟的结果，探究边界层流动的特点与规律。
拟序结构的研究内容，则包括：计算得出边界层流动的统计特征，研究边界层中的相关结构，如湍流结构、涡结构等；并结合实验结果，分析拟序结构对边界层流动的影响。
三、研究方法与步骤：
研究方法主要包括理论分析、数值计算和实验测量。具体步骤如下：
1.采用守恒形式的可压缩Navier-Stokes方程，使用LES方法对Ma=0.7可压缩平板边界层的流动进行数值模拟；
2.使用气动实验对可压缩平板边界层的流动进行测量，并与数值模拟结果进行验证；
3.分析数值模拟的结果，探究边界层流动的特点与规律。结合实验结果，研究拟序结构对边界层流动的影响；
4.根据研究结果，提出相应的控制方法和措施，以达到降低边界层扰动的目的。
四、研究进展与计划：
目前，本研究已完成了对Ma=0.7可压缩平板边界层的数值模拟程序编写以及气动实验的设计与搭建工作。下一步，将进行数值模拟和实验的对比分析，并对与边界层流动有关的拟序结构进行深入研究，寻找降低边界层扰动的控制方法和措施。
计划时间表如下：
第一年：完成数值模拟程序的编写和可压缩平板边界层的数值模拟工作；
第二年：进行实验测量工作，并将实验数据与数值模拟结果进行对比分析；
第三年：分析数值模拟结果和实验数据，探究边界层流动的特点和拟序结构的影响，提出控制方法和措施，并撰写文章与论文。
五、研究预期成果：
1.通过数值模拟和实验测量，深入研究Ma=0.7可压缩平板边界层的流动特性，并探究拟序结构对边界层流动的影响；
2.提出相应的边界层控制方法和措施，为航空航天工程中边界层流动的控制提供新思路和支持；
3.撰写论文和学术文章，将研究成果发布到相关学术期刊和会议上，为相关领域的研究者提供参考和借鉴。