突破性發現！超音速飛行器將迎來革命性進化

最新研究顯示，透過模擬高超音速氣流獲得的驚人成果，將有助於打造更堅固、更快速且更耐用的超音速飛行器。這項發表於3月7日《物理評論流體》期刊的研究，深入解析高速物體周圍的氣流變化，發現了令人意外的湍流現象。

研究團隊運用三維模擬技術，首次完整呈現高速移動錐體周圍的異常氣流擾動。當飛行速度超過5馬赫（時速6174公里）時，飛行器表面的氣流會變得極度複雜且不穩定。過去多數模擬都假設氣流在錐體周圍呈對稱分佈，但這項研究突破性地證實了在三維結構中確實存在不對稱流動。

伊利諾大學香檳分校航太工程師伊爾馬克·泰蘭·卡普茲庫指出：「無論流體幾何形狀如何，過渡性流動本質上都是三維且不穩定的。」研究團隊利用德州先進計算中心的Frontera超級電腦，精確模擬了高速狀態下錐體周圍氣流的三維變化。

實驗中特別引人注目的是，無論單錐體或雙錐體結構，研究人員都觀察到氣流在衝擊波層中出現斷裂現象，這種情況在錐體尖端尤為明顯。卡普茲庫解釋：「隨著馬赫數增加，衝擊波會更靠近表面，加劇了這些不穩定現象。」

這項發現對未來高超音速載具的設計至關重要，工程師必須將這些新發現的氣流不連續性納入考量。從軍事武器到商業運輸，這項突破性研究將為各種高超音速應用開創全新可能。

研究團隊還開發了專門程式來追蹤每個模擬空氣分子的運動，精確捕捉分子碰撞對氣流產生的影響。這些珍貴資料將成為下一代超音速飛行器研發的關鍵基礎。