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基于HLNS方法对高超声速边界层中非模态扰动演化的研究 被引量：2
1
作者 孙培成 赵磊 董明 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期180-195,共16页
高超声速边界层转捩是航天飞行器设计中的基础难题,发生在线性失稳区上游的亚临界转捩是常规风洞实验中常见的现象.亚临界转捩一般是由非模态扰动的演化及二次失稳触发的,为了揭示局部突变对高超声速边界层亚临界转捩的影响机理,发展了... 高超声速边界层转捩是航天飞行器设计中的基础难题,发生在线性失稳区上游的亚临界转捩是常规风洞实验中常见的现象.亚临界转捩一般是由非模态扰动的演化及二次失稳触发的,为了揭示局部突变对高超声速边界层亚临界转捩的影响机理,发展了基于谐波型线性化Navier-Stokes(HLNS)方程及其伴随系统的描述非模态扰动演化的求解框架.该框架的优点是不改变原始系统的椭圆型特性,因而可以处理非模态扰动(条带)在局部突变附近的快速畸变.针对马赫数为5.96、攻角为-4?的高超声速钝平板边界层,研究了不同深度凹槽对条带幅值的影响.数值结果表明凹槽对条带有促进作用,这与实验中发现的规律定性相符,且存在使促进作用最大的最优凹槽深度. 展开更多
关键词 高超声速边界层 凹槽 最优扰动 亚临界转捩
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多孔壁面对高速边界层最优增长条带二次失稳的影响规律 被引量：1
2
作者 王宇天 刘建新 +1 位作者 王晓坤 李晓明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第22期142-156,共15页
边界层转捩是高超声速飞行器设计中的关键基础理论问题。当环境扰动强度较高时,将在模态扰动失稳区上游发生由最优增长条带二次失稳触发的亚临界转捩。为评估多孔壁面在亚临界转捩中的控制效果,以超/高超声速平板边界层流动为研究对象,... 边界层转捩是高超声速飞行器设计中的关键基础理论问题。当环境扰动强度较高时,将在模态扰动失稳区上游发生由最优增长条带二次失稳触发的亚临界转捩。为评估多孔壁面在亚临界转捩中的控制效果,以超/高超声速平板边界层流动为研究对象,建立了基于伴随抛物化稳定性方程的优化系统与求解方法。以最优扰动非线性演化形成的三维条带边界层为新的基本流动开展全局稳定性分析,研究表明:多孔壁面对第一模态频率范围内的二次失稳扰动为促进作用,对第二模态频率范围内的二次失稳扰动起抑制作用,并且转折频率接近局部快/慢模态的同步频率,对于工程应用中多孔涂层的布置方案具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 亚临界转捩 最优扰动 全局稳定性分析 多孔壁面 抛物化稳定性方程
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槽流的亚临界转捩与局地湍流 被引量：1
3
作者 陶建军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期128-136,共9页
在中低雷诺数时,处于线性稳定的槽道流若受到强扰动可发生亚临界转捩变为湍流。近年人们对该类转捩机理的研究取得重要进展。对于平板泊肃叶流,亚临界转捩之初是稀疏湍流态,其特征结构是远间隔的包含小尺度涡和高低速条带的大尺度的湍流... 在中低雷诺数时,处于线性稳定的槽道流若受到强扰动可发生亚临界转捩变为湍流。近年人们对该类转捩机理的研究取得重要进展。对于平板泊肃叶流,亚临界转捩之初是稀疏湍流态,其特征结构是远间隔的包含小尺度涡和高低速条带的大尺度的湍流带,可倾斜伸长。该阶段的湍流占比有上限但并非雷诺数的单值函数。随着雷诺数的增加转捩进入平衡局地湍流态,即存在统计定常态,其湍流占比是雷诺数单值函数,可由定向逾渗模型描述。进一步增加雷诺数,湍流带的分裂愈发频繁,最终流场会布满湍流带,在更高的雷诺数时变为均匀湍流。论文概述了为比拟亚临界转捩过程所提出的动力学模型,以及为定量表征管流、平板库艾特流和平板泊肃叶流转捩过程的相似性所提出的局地稳定性参数,并在最后对槽道流亚临界转捩研究的发展做了简要展望。 展开更多
关键词 亚临界转捩 局地湍流 泊肃叶流 湍流带
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