根據一項新研究，仔細觀察高速形狀周圍的空氣流程顯示出令人驚訝的湍流。該發現，於3月7日在雜誌上發表 物理審查流體，可以告知未來高速車輛的設計。
在研究中，研究人員使用了三維模擬來揭示快速移動錐周圍的意外干擾。
在高超音速速度（高於5馬赫）的情況下，是聲音速度（3,836英里 /小時或每小時6,174公里）的5倍以上 - 車輛表面周圍的空氣流變得複雜且顛簸。大多數模擬都認為該流程在整個錐體周圍是對稱的，但是直到最近，對從簡化到湍流的過渡的研究僅在二維中才有可能，因此我們不能確定在三維結構周圍沒有任何不對稱的流程。
這些發現可以幫助工程師設計更強大，更快的車輛，能夠承受高超音速飛行期間感覺到的極端溫度，壓力和振動。
“無論流量幾何形狀如何Irmak Taylan Karpuzcu伊利諾伊大學Urbana-Champaign大學的航空航天工程師 陳述。 “實驗是在2000年代初在3D進行的，但它們沒有提供足夠的數據來確定任何3D效果或不穩定，因為圓錐形模型周圍的傳感器沒有足夠的傳感器。這並沒有錯。這只是當時的一切。”
使用德克薩斯州高級計算中心，Karpuzcu和航空航天工程師的Frontera超級計算機 Deborah Levin模擬了圓錐形物體周圍的空氣流動方式（通常用作高超音速車輛的簡化模型）在高速下的三個維度變化。他們研究了單個錐體和雙錐體，這有助於科學家研究多個衝擊波如何相互相互作用。
卡普茲庫說：“通常，您會期望圓錐體周圍的流量是同心色帶，但我們注意到單錐形和雙錐形的衝擊層中流動中的斷裂。”
這些斷裂在圓錐尖端周圍特別普遍。在高速的情況下，衝擊波靠近錐，將空氣分子擠壓成不穩定的層，並在氣流中放大不穩定性。團隊通過運行一個程序來跟踪每個模擬空氣分子的程序來確認他們的發現，並捕獲分子之間的碰撞如何影響空氣流。
這些干擾似乎也以高速發展。卡普茲庫說：“隨著增加馬赫數的增加，衝擊越來越靠近地面並促進了這些不穩定性。以每種速度運行模擬，這太昂貴了，但是我們確實在6馬赫上運行了它，並且沒有看到流量中斷。”
Karpuzcu說，這些休息可能會影響高超音速車輛的設計注意事項，可用於運輸，武器和運輸，因為工程師需要考慮新觀察到的不連續性。
