● 摘要
随着现代航空工业的快速发展，如何高效减阻已成为科学技术高速发展的当今时代尤为重要的研究课题。对于亚音速飞机，表面摩擦阻力占总阻力的50%左右，减少摩擦阻力对改善飞机性能和降低成本都具有重要的意义。
针对一维与二维低速流动、二维与三维亚音速流动，采用数值计算方法，研究壁面温度控制对不同模型在不同流动状态下的影响，分析壁面温度控制对阻力特性、流动转捩和边界层流动等的影响规律。主要研究内容和研究成果如下：
1. 揭示了壁面温度控制对平板流动转捩的影响规律及影响原因。
研究发现，转捩仅与转捩区当地壁面温度有关，壁面加热控制延迟流动转捩，壁面冷却控制提前流动转捩。这是因为，壁面加热控制使层流区域温度边界层内粘性系数增大，粘性作用增强，温度边界层内雷诺切应力和湍动能减小，脉动受到抑制，流动更加稳定，流动转捩延迟。
2. 揭示了壁面温度控制对摩擦阻力和压差阻力的影响规律，并重点分析了壁面温度控制影响摩擦阻力的原因。
不同流动状态、物理模型与控制方法下，壁面加热控制减小摩擦阻力，增大压差阻力；壁面冷却控制增大摩擦阻力，减小压差阻力。
壁面加热控制减小模型摩擦阻力，是因为壁面加热控制影响模型湍流区边界层内速度分布，使粘性底层中的速度梯度和壁面附近的粘性切应力变小，进而减小壁面处摩擦应力和摩阻系数。对一维低速流动而言，壁面加热控制延迟转捩，也减小平板摩擦阻力。
3. 讨论不同控制方法对模型总阻力的影响规律。
由于壁面温度控制对模型摩擦阻力和压差阻力的影响效果不一致，导致不同流动状态、不同控制方法下，壁面温度控制的减阻效果并不一致。
合理的壁面加热控制能够有效的减小一维与二维流动中模型总阻力。当控制区域壁面温度从288K加热至432K时，平板壁面全局温度控制能够减阻约9.6%，上游壁面温度控制能够减阻约5.6%，而下游壁面温度控制能够减阻约4.1%；低速翼型上翼面全局温度控制能够减阻约1.4%，上翼面上游壁面温度控制减阻约0.95%；亚音速翼型下翼面局部温度控制减阻约1.8%。上下翼面全局温度控制不能减小亚音速二维与三维流动中模型总阻力，上翼面局部温度控制不能够减小亚音速二维流动中模型总阻力。