分布式粗糙元

调控边界层转捩

通过调控高超声速边界层不稳定性，为飞行器热防护设计提供新的被动控制手段。

Xueliang, Li · Chuangchuang, Li · 吴杰

Aerospace Science and Technology 2025

参数信息

攻角

6 °

马赫数

6

转捩影响区域

90～135 °

技术优势

位置不敏感

粗糙元在同步点上游或下游布置，对转捩起始的影响均轻微，降低了工程安装的定位精度要求。

可增强高频扰动

粗糙元抑制展向剪切梯度，放大法向剪切分量，促使 y 型高频扰动占优，从而加速转捩进程。

无接触诊断

采用红外热像和压电压力传感器测量，不干扰边界层，能在风洞实验中捕捉到定常涡条纹和“W”转捩区。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：利用粗糙元调控转捩位置，为热防护系统设计提供参考。
• 边界层转捩控制：提供被动控制手段，抑制或促进转捩以满足工程需求。
• 高超声速风洞实验：采用红外热像与压力传感器诊断，提高风洞测试准确性。