高超声速对流环境下冷点效应对圆箔式热流传感器测热特性的影响研究

关键词：高超声速 对流 热流传感器 冷点效应 数值模拟 

摘要：在高超声速对流环境测量气动加热时,圆箔式热流传感器表面温度往往低于被测物体表面温度,这种表面温度的不连续会影响边界层流动,使热流测量结果产生偏差。针对高超声速对流条件下的钝头-平板模型,采用数值模拟方法研究了传感器表面局部低温引起的“冷点效应”形成机理以及对表面热流的影响。结果表明:被测物体表面壁焓Hw与恢复焓Hre的比值Hw/Hre越高,“冷点效应”越明显;传感器表面温度Tw2与被测物体表面温度Tw1的比值Tw2/Tw1越小,“冷点效应”越明显;来流雷诺数Re对“冷点效应”影响较小。在马赫数Ma=18的来流条件下,研究分析了冷点效应对传感器测量结果的影响,结果表明:冷点效应使测量结果偏高1.25倍,复现了热流预示结果与试验结果的差异。

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