在超音速飞行期间,冷却膜可以保护光窗免受热湍流边界层的影响。必须在冷却效率和产生的光学扭曲之间达到平衡。光畸变是由于密度差异和导致连贯流量结构的不稳定性而导致的。作为巴黎圣母院与新墨西哥州立大学之间的合作研究项目的一部分,进行了壁模型的大型模拟,对两个动荡的边界层流在带有冷却膜的光学窗口上的两个湍流边界层流。考虑了三种不同的冷却膜气体(空气,二氧化碳和氦气)。模拟的条件与巴黎圣母院SBR-50超音速风洞中的实验相匹配。外流与冷却膜速度和密度之间的差异会影响混合层的湍流和压力扭矩涡度产生。将冷却膜物种浓度和光路失真的根平方与巴黎圣母院的测量进行了比较。对物种不匹配的病例的基于密度的正交分解揭示了有助于光学扭曲的连贯结构。
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