供稿：趙瑞 編輯：楊麗靜
近日我院發射與推進系趙瑞講師作為第一作者，香港理工大學劉拓博士、溫志湧教授、祝捷副教授作為共同通訊作者，香港理工大學成利教授作為共同作者，在Physical Review Applied上發表了題為“Impedance-near-zero acoustic metasurface for hypersonic boundary-layer flow stabilization”的研究論文。該項研究揭示了Mack第二模态新的傳播機制以及近零阻抗邊界抑制高超聲速邊界層轉捩的物理機理，并通過交叉學科合作率先将聲學超表面應用到高超聲速流動控制領域。
如何有效抑制高超聲速邊界層轉捩，從而達到減阻降熱的目的，是目前高超聲速飛行器設計的關鍵技術難題。鑒于高超聲速飛行器嚴峻的氣動力熱環境，轉捩主動控制技術（例如吹吸氣、激勵器、微機電控制等）很難投入實際工程應用，而被動控制技術（微型多孔覆蓋層、波狀外形等）由于不需要附加的機構設置，技術相對簡單，是目前國際研究熱點。傳統研究認為可通過粘性耗散的方式吸收Mack第二模态的能量，實現延遲轉捩的目的。
在此項工作中，研究人員發現無耗散作用的近零阻抗邊界同樣可以抑制Mack第二模态，并巧妙地利用超表面實現了該類邊界條件。研究成果表明擾動入射波與反射波在近零阻抗邊界處相位相反，削弱了物面處擾動強度，改變了Mack第二模态結構形式，最終起到穩定邊界層的作用。該工作為高超聲速邊界層轉捩控制提供了一個全新思路和實現手段，并有望應用于能夠減阻降熱的新型熱防護系統研制當中。
Physical Review Applied期刊2016年影響因子為4.782，是美國物理協會（APS）旗下應用物理的重要綜合性期刊。
該研究成果的發表鍊接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.11.044015
（審核：曲虹）
