“这是星空-2号乘波体高超音速飞行器在JF-12风洞的实测数据,红色是实验值,蓝色是RANS预测值。你们看这个位置——”
高总师用激光笔点了一下曲线的某个峰,“热流峰值的误差超过百分之三十。这意味着什么?意味着我们的防热方案要么冒风险,要么堆重量……”
高总师面色有些遗憾道:“我们选了后者。”
在没有攻克技术难题之前,选择更保险的方案,是为了不浪费国家资源。
林悠看着那张图,眉头微皱。他站起身,走到白板前,拿起记号笔。
“高总师,您说的这个问题,本质上是涡旋拉伸的非线性效应在激波附近被急剧放大了……”
林悠一边说一边画,几条曲线,几个箭头,“传统RANS方法用湍流模型来封闭雷诺应力,但在强激波区域,湍流模型的基本假设——各向同性——不成立。这个假设一垮,整个预测就偏了。”
林悠继续在图上标出了几个区域,语气不急不慢,“涡旋丛框架给出了一个思路。把流场中的涡旋分解为若干‘基元’结构,每个基元可以用一组参数描述其尺度、取向和拉伸速率。激波/边界层干扰区的热流峰值,本质上是这些基元在激波作用下的协同放大效应。”
王学军在下面接了一句,“协同放大,具体到工程上,就是那个尖峰热流到底落在哪儿、有多高。我们打火箭的时候,最怕的就是这个——算不准,就不敢飞。”
“对!”
林悠点头,“涡旋丛框架可以给出这个尖峰位置的几何判据——不是算出来的,是推出来的。”
李工,那位在风洞待了大半辈子的气动专家,推了推眼镜,声音不大但很稳。
“林教授,我能问个问题吗?”
“您说。”
“您说的这些,我们风洞能验证吗?”
林悠看了他一眼,认真道:“能,JF-12风洞在2020到2024年间做过一系列高超声速湍流与热化学非平衡耦合效应的实验,在7°尖锥标模上测了六百多个点的热流数据,那些数据就是验证涡旋丛框架预测精度的最佳基准。”
李工愣了一下,然后笑了,“您连我们的实验参数都知道?”