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宇航学院赵瑞教师在Physical Review Applied上发表最新研究成果

作者: 日期:2019-04-26 点击量:

  供稿:赵瑞          编辑:杨丽静

  近日我院发射与推进系赵瑞讲师作为第一作者,香港理工大学刘拓博士、温志湧教授、祝捷副教授作为共同通讯作者,香港理工大学成利教授作为共同作者,在Physical Review Applied上发表了题为“Impedance-near-zero acoustic metasurface for hypersonic boundary-layer flow stabilization”的研究论文。该项研究揭示了Mack第二模态新的传播机制以及近零阻抗边界抑制高超声速边界层转捩的物理机理,并通过交叉学科合作率先将声学超表面应用到高超声速流动控制领域。

  

  如何有效抑制高超声速边界层转捩,从而达到减阻降热的目的,是目前高超声速飞行器设计的关键技术难题。鉴于高超声速飞行器严峻的气动力热环境,转捩主动控制技术(例如吹吸气、激励器、微机电控制等)很难投入实际工程应用,而被动控制技术(微型多孔覆盖层、波状外形等)由于不需要附加的机构设置,技术相对简单,是目前国际研究热点。传统研究认为可通过粘性耗散的方式吸收Mack第二模态的能量,实现延迟转捩的目的。

  在此项工作中,研究人员发现无耗散作用的近零阻抗边界同样可以抑制Mack第二模态,并巧妙地利用超表面实现了该类边界条件。研究成果表明扰动入射波与反射波在近零阻抗边界处相位相反,削弱了物面处扰动强度,改变了Mack第二模态结构形式,最终起到稳定边界层的作用。该工作为高超声速边界层转捩控制提供了一个全新思路和实现手段,并有望应用于能够减阻降热的新型热防护系统研制当中。

  Physical Review Applied期刊2016年影响因子为4.782,是美国物理协会(APS)旗下应用物理的重要综合性期刊。

  该研究成果的发表链接:

  

  (审核:曲虹)