根据一项新研究，仔细观察高速形状周围的空气流程显示出令人惊讶的湍流。该发现，于3月7日在杂志上发表 物理审查流体，可以告知未来高速车辆的设计。
在研究中，研究人员使用了三维模拟来揭示快速移动锥周围的意外干扰。
在高超音速速度（高于5马赫）的情况下，是声音速度（3,836英里 /小时或每小时6,174公里）的5倍以上 - 车辆表面周围的空气流变得复杂且颠簸。大多数模拟都认为该流程在整个锥体周围是对称的，但是直到最近，对从简化到湍流的过渡的研究仅在二维中才有可能，因此我们不能确定在三维结构周围没有任何不对称的流程。
这些发现可以帮助工程师设计更强大，更快的车辆，能够承受高超音速飞行期间感觉到的极端温度，压力和振动。
“无论流量几何形状如何Irmak Taylan Karpuzcu伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学的航空航天工程师 陈述。 “实验是在2000年代初在3D进行的，但它们没有提供足够的数据来确定任何3D效果或不稳定，因为圆锥形模型周围的传感器没有足够的传感器。这并没有错。这只是当时的一切。”
使用德克萨斯州高级计算中心，Karpuzcu和航空航天工程师的Frontera超级计算机 Deborah Levin模拟了圆锥形物体周围的空气流动方式（通常用作高超音速车辆的简化模型）在高速下的三个维度变化。他们研究了单个锥体和双锥体，这有助于科学家研究多个冲击波如何相互相互作用。
卡普兹库说：“通常，您会期望圆锥体周围的流量是同心色带，但我们注意到单锥形和双锥形的冲击层中流动中的断裂。”
这些断裂在圆锥尖端周围特别普遍。在高速的情况下，冲击波靠近锥，将空气分子挤压成不稳定的层，并在气流中放大不稳定性。团队通过运行一个程序来跟踪每个模拟空气分子的程序来确认他们的发现，并捕获分子之间的碰撞如何影响空气流。
这些干扰似乎也以高速发展。卡普兹库说：“随着增加马赫数的增加，冲击越来越靠近地面并促进了这些不稳定性。以每种速度运行模拟，这太昂贵了，但是我们确实在6马赫上运行了它，并且没有看到流量中断。”
Karpuzcu说，这些休息可能会影响高超音速车辆的设计注意事项，可用于运输，武器和运输，因为工程师需要考虑新观察到的不连续性。
