高超声速边界层G(o)rtler涡二次失稳和转捩控制研究

来源 :第九届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingyi203
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在线性稳定性理论框架下,本文首先探究了Ma=4.5边界层内G(o)rtler模态离散谱的激发和演化过程.结果 表明,曲率(凹面)对F模态和S模态的同步起促进作用;提高展向波数则会抑制上述同步.当曲率和展向波数同时存在,F模态与S模态仍可能发生同步而产生Mack第二模态,但扰动最终发展为G(o)rtler模态.在靠近前缘位置,自由来流中的慢声波是激发非定常G(o)rtler模态的初始扰动,熵、涡波则是激发(准)定常G(o)rtler模态的初始扰动.研究同时发现了高阶F模态与S模态同步亦存在分叉现象.
其他文献
在湍流射流火焰稳定机制的研究中,抬升火焰是一种极其重要的燃烧模式.最近的研究表明在高温废气稀释条件下,自点火是抬升火焰的主要稳定机制.Medwell等人根据实验观察,发现了一种新的火焰稳定机制,是一种称之为过渡火焰的燃烧状态,并同时对过渡火焰的火焰结构给出了定性的描述.本文采用LES/FPV方法,模拟出过渡火焰稳定的抬升火焰,并通过主要前体物和温度分布的特点,详细对比了过渡火焰稳定的抬升火焰与自点
本研究通过直接数值模拟对各向同性湍流中初始排布于平面上的自传播片元的主曲率和平均曲率进行统计分析。片元的控制方程由隐式二阶龙格库塔算法求解。为了保持曲率张量的对称性,预测步中的曲率张量转置被用于修正步的计算。发现存活片元曲率的概率密度分布函数与预混火焰直接数值模拟中的相应结果相似。在一定范围的雷诺数与自传播速度下,随着自传播速度的增大,片元主曲率分布的范围随之减小。考虑片元平均曲率均值为负,而其面
本文研究了如何利用三维雷诺平均Navier-Stokes求解程序、eN数据库方法和横流转捩准则相互耦合来预测无限展长后掠机翼边界层的转捩问题。首先探究了应用Navier-Stokes方程的解直接提取层流边界层的各项流动参数的精度问题并与求解边界层方程得到的结果进行了对比,结果表明在一定的网格精度和收敛情况下,直接提取的结果具有较好的精度。流向不稳定性(Tollmien-Schlichting)引起
湍流态下热对流的主要流场特征表现为大尺度环流结构.本文报道在Rossby数(1<=Ro<=300)、低速转动(0.1rad/s<=Ω<=7.8e-4rad/s)时大尺度环流在科里奥利力作用下的线性进动.实验发现随着Ro的增加,环流进动速度单调下降,进动速度比率γ=/Ω在1<=Ro<=10时与前人报道的实验结果一致;在Ro≥Ro*=70的尚未涉足高Ro数区域,我们发现γ开始增长.通过对环流角方向θ(
本文开展了基于k-ω模型的湍流边界层狭缝定常吹气流动控制数值研究。通过与DNS计算结果对比表明k-ω模型在吹气狭缝附近的计算结果较为准确,吹气口远下游的阻力预测有待改进。本文通过考察流向动量方程平衡的基础上,指出物面压强变化是吹气流动控制引起的减阻主要原因。狭缝通过对k-ω模型计算结果进行阻力分解,指出在低雷诺数下,狭缝附近的压力项和雷诺应力项变化是减阻的主要原因,随着流动向下游发展,压力项的作用
扩展抛物化稳定性方程(EPSE)是一种可以考虑流动非平行性的线性稳定性分析方法.EPSE可以通过对线性抛物化稳定性方程(LPSE)进行一阶泰勒展开得到.EPSE方法是一种介于线性稳定性理论(LST)与LPSE中间的方法.
基于色散最小耗散可控(MDCD)的高分辨率有限体积法数值模拟了平面激波驱动SF6二维三角形气柱的演化过程。研究结果表明早期激波诱导的Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定使得三角形气柱界面沉积了一定漩涡,这些漩涡通过叠加和重新组织从而形成Kelvin-Helmholtz (KH)不稳定的基本涡结构;同时随着KH不稳定的进一步演化,其二次失稳及高次失稳会导致KH不稳定基本涡结构的合并。能
通过直接数值模拟手段研究了统计定常的三维近似均匀剪切湍流的脉动特性。沿剪切方向采用自由滑移边界条件,通过施加体积力驱动流动。空间离散采用谱方法:Galerkin-Tau方法,流向和展向采用Fourier级数展开,法向采用Chebyshev多项式展开,采用高阶分裂法进行时间积分。同已有实验和数值模拟结果的对比表明计算的准确性,考察流场能谱和脉动速度均方根等脉动特征,进一步,计算时空关联函数,考察时空
本文采用涡面场(VSF)方法研究了粘性可压缩Taylor-Green流的涡结构演化特性。通过不同马赫数Ma下的可压缩Taylor-Green流直接数值模拟并结合VSF方法研究发现:对于弱可压缩(Ma<1)流动,VSF演化与不可压缩流动大致相同,流场中具有典型的扭曲管状涡结构;对于强可压缩(Ma≥1)流动,由于激波的作用,耗散率极大值出现时间远先于不可压流,流场中的管状涡结构较为平直。此外,VSF方
边界层中不稳定波的产生是层流-湍流转捩过程的第一阶段。本文采用直接数值模拟(DNS)方法,研究了自由流中的二维声波与三维粗糙元相互作用而激发Tollmien-Schlichting(T-S)波的感受性问题。在本文的数值模拟中,计算域入口的扰动选取Orr-Sommerfeld (O-S)方程的连续谱解的一个分支。由于该分支扰动的色散关系与声波相同,因而被认为可以代表边界层对自由流中声波扰动的响应。