HYMOR: An open-source package for global modal, non-modal, and receptivity analysis in high-enthalpy hypersonic vehicles
Graduate Aerospace Laboratories, California Institute of Technology（加州理工学院航空航天研究生院）；Department of Aeronautics and Astronautics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院航空航天系）
提出开源框架HYMOR，用于高焓高超声速流动的线性稳定性分析，支持全局模态、非模态和自由流感受性分析，采用激波拟合方法处理弓形激波，并验证了多种热化学模型。
2026-06-24 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Excitation of non-modal perturbations in hypersonic boundary layers by freestream forcing: shock-fitting harmonic linearised Navier-Stokes approach
针对钝楔高超声速边界层无Mack模态失稳下非模态扰动主导转捩的问题，提出激波拟合谐波线性化Navier-Stokes方法，研究自由流涡波、熵波和声波感受性，发现声波与熵波感受性随头部钝度增强而涡波减弱，并验证最优增长理论预测不可靠。
2025-03-11 physics.flu-dyn
Nanosecond DBD-Induced Shock and Thermal Perturbations on Blunt Bodies in Hypersonic Flow
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体致动器对钝体的作用，通过实验表征相关压力和热扰动，揭示不同扰动机制及影响因素。
2026-07-07 physics.flu-dyn
Excitation of non-modal perturbations in hypersonic boundary layers by free stream forcing. Part III: effects of wall temperature and nose bluntness
Tianjin University（天津大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）
本文通过七案例研究，基于SF-HLNS和渐近分析，揭示头部钝度（R）增强驻点涡量扰动，壁温降低（T_w）增强涡量但削弱升力效应，净效果为下游扰动增强，并建立标度律，完善非模态感受性理论，助力转捩预测。
2026-10-06 physics.flu-dyn
Excitation of non-modal perturbations in hypersonic boundary layers by free stream forcing. Part II: asymptotic theory and key mechanisms
Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；Tianjin University（天津大学）
通过高雷诺数渐近分析，揭示了高超声速钝体边界层非模态扰动感受性的物理机制，包括头部区域的慢速对流放大和下游的抬升机制，并建立了简化模型预测扰动演化。
2026-06-26 physics.flu-dyn
Prediction of bypass transition in hypersonic blunt-plate boundary layers subject to noisy conditions
Tianjin University（天津大学）；Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所）；National Key Laboratory of Vehicle Power System（车辆动力国家重点实验室）
针对高超声速钝板边界层旁路转捩预测难题，提出整合SF-HLNS、NPSE和BSA的混合框架，成功再现转捩逆转现象并与实验定量一致，提升预测能力。
2025-11-12 physics.flu-dyn
Global stability analysis of a hypersonic cone-cylinder-flare geometry
由于影响这一过程的参数众多，所以描述真实高超声速飞行器周围的边界层向湍流转捩是一项具有挑战性的任务。为了解决这一挑战，锥柱耀斑（CCF）的几何形状已被设计成提供一个流的拓扑结构，捕获各种过渡机制上观察到的再入物体，如绝对和对流不稳定性，这是依赖于自由流条件。在这项研究中，一个整体的线性稳定性分析的CCF模型在马赫=6.0调查和映射的主导不稳定性在风洞流动条件。我们研究最佳的响应和强迫计算使用预解式分析，以及全球模式起源于再循环气泡在缸火炬交界处。钝的影响进行评估，通过分析钝和尖锐的配置。我们的研究结果揭示了线性流动机制，促进这种高超音速物体周围的湍流过渡。
2023-03-28 math.DS physics.flu-dyn
Computational Aerothermal Framework and Analysis of Stetson Mach 6 Blunt Cone
本研究提出计算气动热框架并分析Mach 6钝锥，采用CFD与热传导单向耦合方法，揭示了离散粗糙度对表面加热的影响，强调引入化学动力学以捕捉非平衡效应从而提升高超声速飞行器气动热预测精度。
2025-07-12 physics.flu-dyn
On the Applicability of the Gas-Kinetic Scheme with Kinetic Boundary Conditions for Near-Continuum Hypersonic Flows
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；HKUST Shenzhen Research Institute（香港科技大学深圳研究院）
本文研究气体动理学格式（GKS）结合动理学边界条件在近连续高超音速流动中的适用性，通过比较表面量和分布函数，验证其在滑移和过渡流区域的准确性和计算效率。
2026-05-22 physics.flu-dyn
Numerical simulations of attachment-line boundary layer in hypersonic flow, Part I: roughness-induced subcritical transitions
该研究通过高保真数值模拟，揭示了高超声速钝头后掠体前缘附着线边界层中粗糙度引起的亚临界转捩机制，发现低粗糙元需额外扰动而高粗糙元可独立触发转捩，并识别出条纹的二次不稳定性为最终转捩的直接原因。
2024-07-22 physics.flu-dyn
Transition reversal over a blunt plate at Mach 5
本文通过数值模拟和稳定性分析，研究了马赫5钝平板在不同前缘半径下的转捩逆转现象，发现非模态不稳定性导致转捩，且逆转源于条纹响应增强。
2024-11-14 physics.flu-dyn
Drag Control by Hydrogen Injection in Shocked Stagnation Zone of Blunt Nose
目前研究的主要动机是提出一种高压氢喷射作为一种混合主动流动控制技术，以操纵高超声速飞行过程中钝头前的流场。在适当的环境条件下，氢的注入可以在滞止区产生自点火，并通过燃烧产生热附加，同时通过将弓形激波推向上游来产生反喷效应。在马赫数为6、压力为10000 Pa、温度为293 K的自由流动条件下，对半球形钝头进行了轴对称数值模拟。在相同的滞止压力比$PR$和动量比（$R_{MA}$）下，比较了音速和超音速氢和空气喷射的减阻效果。音速空气和氢气喷射方案在减阻和类似SPM流动特征方面显示出类似的性能，但是氢气喷射具有比空气低3.76倍的质量流率。在$M_j$ 2.94的超音速氢气喷射表现出与超音速空气喷射不同的行为，并且可以在较低的PR和LPM模式下以较低的质量流率实现高达60%的减阻。此外，空气喷射在SPM模式下以非常高的质量流率在较高PR下实现了40%的阻力减小。
2020-10-20 physics.flu-dyn
Particle-based fluid dynamics: comparison of different BGK models and DSMC for hypersonic flows
将Bhatnagar-Gross-Krook（BGK）模型及其扩展模型（椭球统计BGK、Shakhov BGK、统一BGK）应用于基于粒子的流体动力学，并与直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法进行了比较。为此，不同的方法进行调查，允许有效的采样的Shakhov和统一的目标分布函数。因此，基于Shakhov BGK和统一BGK模型的粒子模拟可以以有效的方式进行。此外，不同的节能方案进行了测试的BGK模型。结果表明，能量守恒方案的选择对每个模型的结果质量有重大影响。在不同的努森数和壁面速度的Couette流问题的模型进行了验证。此外，该模型与DSMC结果的高超声速绕70 $^\circ$钝锥流进行了比较。结果表明，统一的BGK模型能够再现稀薄气体现象。此外，对于70 $^\circ$钝锥绕流，椭球统计BGK和Shakhov BGK模型在再现激波结构方面的差异并不显著，而显著地依赖于能量守恒方法。能量守恒方法的选择对于Shakhov模型尤其重要，而椭球统计BGK模型在能量守恒方案方面更加稳健。此外，一个计算时间的研究进行了显示效率的BGK为基础的模拟低努森数流相比，DSMC。
2018-09-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Numerical simulations of attachment-line boundary layer in hypersonic flow, Part II: the features of three-dimensional turbulent boundary layer
本研究数值模拟高超声速钝体附着线三维湍流边界层，发现展向均匀性成立，壁面律适用，温度-速度关系受压力梯度影响，并揭示剪切应力与平均流剪切的非线性/线性分区关系。
2024-07-22 physics.flu-dyn
Ensemble models outperform single model uncertainties and predictions for operator-learning of hypersonic flows
Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
针对高超声速流高保真数据有限、SciML模型缺乏不确定性评估的问题，本研究用三种机制扩展DeepONet并在钝锥高超声速流数据上测试，发现集成模型在误差和不确定性校准上均更优。
2023-11-03 cs.LG physics.flu-dyn
Fusion-DeepONet: A Data-Efficient Neural Operator for Geometry-Dependent Hypersonic and Supersonic Flows
Brown University（布朗大学）
提出Fusion-DeepONet，一种数据高效的神经算子，用于几何相关高超声速和超声速流动的快速预测，在多个问题上优于现有方法，并显著减少可训练参数。
2025-05-23 cs.LG physics.flu-dyn
Assessment of Immersed Boundary Methods for Hypersonic Flows with Gas-Surface Interactions
本文评估了结合自适应网格细化的浸没边界方法在高超声速大气进入流动中的性能，涵盖化学非平衡和气体-表面相互作用，通过八个基准案例验证表明只有严格守恒的切割单元IB方法能与贴体网格方法相媲美。
2023-09-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A second-order unified gas-kinetic wave-particle method with enhanced mesh independence for hypersonic flows
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；HKUST Shenzhen Research Institute（香港科技大学深圳研究院）
提出二阶UGKWP方法，通过改进粒子采样精度、梯度重构和限制器，增强网格独立性，在高超声速圆柱和钝锥流动中验证了比DSMC更好的网格收敛性。
2026-06-29 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Adaptive criterion and modification of wave-particle decomposition in UGKWP method for high-speed flow simulation
针对高速流动中波-粒子分解在尺度剧变区效率不足的问题，本文引入时间、空间和梯度自适应准则并修正 UGKWP 的波通量演化，通过多类高超声速算例验证了其性能。
2025-06-15 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A unified gas-kinetic wave-particle method for multiscale gas-mixture flow with an elementary chemical reaction
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；HKUST Shenzhen Research Institute（香港科技大学深圳研究院）
本文将UGKWP方法扩展至带基元反应的多尺度混合气体流动，通过波粒解耦、宏观化学源项处理等方式改进，经高超声速圆柱、激波结构及三维侧喷算例验证，与DSMC结果吻合，具备多尺度多物种反应流动计算能力。
2026-09-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
