Numerical analysis of MHD experimental flow field of double-cone standard model based on alkali-metal-assisted ionization
Abstract
临近空间高速飞行器正不断突破现有飞行边际，伴随存在高焓激波/边界层干扰现象，威胁飞行器飞行安全。磁流体控制技术在相关领域具备潜在的应用前景，膨胀管是少数几种能模拟相关流动状态的地面设备之一。基于多组分热化学非平衡MHD数值模型，针对膨胀管高焓条件下双锥标模流动开展了系统的数值研究，分析了碱金属“种子粒子”对MHD流动控制效果的影响。研究表明：建立的数值计算方法能准确模拟不同焓值来流状态下双锥复杂激波/边界层干扰流动；双锥标模三波交汇点附近及激波-激波干扰下游存在明显的热化学非平衡效应，相关区域流场电导率达到峰值；膨胀管风洞高焓运行状态，被驱动段加入碱金属粒子辅助电离，可显著增强MHD控制效果，质量分数0.1%“种子粒子”作用下，分离区尺度变大，壁面热流密度峰值降低超过50%，随着“种子粒子”增加，磁控性能的提升存在“饱和”现象。
Fields of Study & Subjects
Plasma and Flow Control in Aerodynamics
Computational Fluid Dynamics and Aerodynamics
Gas Dynamics and Kinetic Theory
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 9
- Publication date
- 1 January 2026