高超音速流向槽壁面

延迟边界层转捩

壁面开有流向槽，通过削弱Görtler涡的流向速度梯度来抑制二次失稳，从而推迟高超音速飞行器边界层转捩的发生。

Huang, Ganglei · 陈曦 · 涂国华 · 袁先旭 · 陈坚强

AIAA Journal 2025

参数信息

槽深

1, 2, 3 mm

Görtler涡展向波长

3 mm

技术优势

延迟转捩机制明确

槽通过降低Görtler涡的流向速度梯度，减少扰动能量来源，从而有效抑制正弦型二次失稳模态的增长。

最佳相位差已确定

当槽峰与低速条纹重合（0相位差）时，边界层转捩延迟效果最好。

实验定性吻合

初步风洞实验结果表明，实验观测与数值预测的转捩延迟趋势一致。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：延迟边界层转捩以降低热流峰值，减轻热防护系统负荷。
• 飞行器表面设计：通过表面开槽无需额外能量即可实现转捩控制，简化设计。
• 边界层流动控制：利用被动方式抑制Görtler涡二次失稳，拓宽层流区。