基于Ramp-VG阵列的超声速混合层流动控制实验研究

利用基于纳米示踪的平面激光散射(nano-tracer-based planar laser scattering,NPLS)技术研究了Ramp-VG阵列对超声速混合层流场的控制效果.对流Mach数Mac=0.17.通过比较无控和控制状态下的混合层NPLS图像,发现控制状态下混合层流动速度提高了5％～15％,K-H不稳定涡的平均波长减小了5％～30％,y 1/2处(ramp尖端)的层流段长度增加了12.8％.结合分形理论,分析了超声速混合层中的流动发展过程,发现引入控制后混合层的分形维数数值明显改变,y0处(ramp凹槽)的分形维数幅值增加,y1/2处的分形维数幅值减小.实验结果证明Ramp-VG阵列能够改善超声速混合层的能量分布,达到延迟转捩、改变掺混强度、提高流动速度和减小涡结构各向异性等目的.