复现飞行条件大尺度模型高超声速边界层转捩实验研究的任务书.docx

复现飞行条件大尺度模型高超声速边界层转捩实验研究的任务书
摘要
本次任务的目的是复现一篇关于飞行条件下大尺度模型高超声速边界层转捩实验研究的论文，并重现其中的实验过程。该论文研究了高超声速飞行条件下的边界层转捩现象，包括机翼上的低速激波和高速激波的影响因素，以及边界层失稳和转捩的判据。本次任务需要使用CFD软件进行数值模拟，并结合实验测量数据，分析和验证模拟结果。本次任务对于深入了解高超声速飞行条件下的边界层转捩现象具有重要的意义。
关键词：高超声速，边界层转捩，数值模拟，实验验证
一、任务背景
高超声速飞行是当今航空领域的一个热点研究方向，其应用领域广泛，包括导弹、空天飞机、航天器等等。然而，在高超声速飞行条件下，边界层转捩现象对于飞行性能和安全具有重要意义。因此，深入研究高超声速飞行下的边界层转捩现象具有重要的理论意义和应用价值。
二、任务目的
本次任务的目的是复现一篇关于高超声速飞行条件下大尺度模型边界层转捩实验研究的论文，并重现其中的实验过程。该论文主要研究了高超声速下的边界层转捩现象，包括机翼上的低速激波和高速激波的影响因素，以及边界层失稳和转捩的判据。本次任务需要使用CFD软件进行数值模拟，并结合实验测量数据，分析和验证模拟结果。
三、任务内容
（一）复现论文模型
本次任务的第一部分是复现论文中使用的计算模型。该模型包括一个大尺度机翼模型和一个高超声速气流，其中，气流速度为Ma=4.9，雷诺数为Re=4.86x10^6。机翼模型采用了NLR7301翼型，其翼展为300mm，弦长为100mm，机翼上采用了六根K-型热电偶，以测量温度、速度和压力等参数。任务的第一部分是利用CFD软件建立模型，进行数值模拟，计算得到最大压力系数和边界层转捩位置等参数，并与论文中的实验结果进行比较。
（二）分析边界层转捩位置
本次任务的第二部分是根据计算数据和实验数据，分析边界层转捩位置的影响因素和判据。其中，低速激波和高速激波对边界层转捩现象的影响是重点研究的对象。该部分任务需要用CFD软件进行数值模拟，分析不同气动参数对边界层转捩位置的影响，并与实验数据进行比对和验证。
（三）比较不同模型
本次任务的第三部分是比较不同模型对边界层转捩位置的影响。该部分任务需要使用不同的翼型模型，包括非对称翼型和对称翼型，并采用CFD软件建立模型，进行数值模拟，并与实验数据进行比对分析。
四、任务计划
任务计划如下：
任务阶段|任务内容|预计时间
---|---|---
第一阶段|文献阅读，理解论文模型|3天
第二阶段|建立模型，进行数值模拟|7天
第三阶段|与实验数据比对验证|5天
第四阶段|分析边界层转捩位置的影响因素和判据|10天
第五阶段|比较不同模型对边界层转捩位置的影响|10天
第六阶段|编写实验报告|5天
五、任务要求
本次任务要求：
（一）深入理解高超声速边界层转捩现象的研究方法和技术，并掌握数值模拟的基本方法和过程。
（二）独立使用CFD软件建立模型，进行数值模拟，并灵活处理数据和结果。
（三）结合实验数据进行分析和验证，并编写详细的实验报告。
（四）学习使用科学计算软件和工具，如MATLAB和Python等，并熟练使用英文文献。
六、结语
本次任务是一项比较复杂和专业的任务，要求对高超声速飞行和边界层转捩现象有一定的了解和基础。通过本次任务的学习，将对深入理解高超声速飞行条件下的边界层转捩现象和数值模拟技术具有重要的意义。