局部粗糙元對超聲速邊界層中擾動演化的影響.pdf

1、為了揭示類似飛行器蒙皮接縫對轉(zhuǎn)捩預(yù)測的影響，以及利用eN方法對帶有矩形凹陷粗糙元的邊界層進行轉(zhuǎn)捩預(yù)測。本文采用數(shù)值模擬和流動穩(wěn)定性分析相結(jié)合的方法，對帶有矩形凹陷粗糙元的高超聲速平板邊界層內(nèi)的擾動演化進行研究。通過對馬赫數(shù)4.5，等溫壁，雷諾數(shù)30000和50000，粗糙元尺寸，進行計算分析。
　　在本文計算的工況下所得結(jié)論如下：
　　1、粗糙元對基本流的影響只局限在粗糙元及其附近很小的范圍內(nèi)。同時粗糙元的內(nèi)部出現(xiàn)回流現(xiàn)象，

2、回流的速度與粗糙元的尺寸有關(guān)，粗糙元尺寸越大，回流的最大速度越大。對于尺寸的粗糙元，粗糙元內(nèi)回流的流向速度最大值出現(xiàn)在粗糙元沿流向的中心位置。它的內(nèi)部流向速度的剖面圖沿粗糙元流向中心位置對稱。對于另外兩個較大尺寸的粗糙元，回流的流向速度最大值不再出現(xiàn)在中心位置，而是向下游發(fā)生偏離，粗糙元尺寸越大偏離的距離越大。
　　2、粗糙元對擾動幅值的影響與粗糙元的尺寸有關(guān)，尺寸為的粗糙元只是在粗糙元處引起了擾動幅值的波動，過了粗糙元后擾動幅值

3、演化的情況與沒有粗糙元的演化情況一致。另外兩種尺寸的粗糙元對擾動幅值的演化有一定的抑制作用。擾動波經(jīng)過粗糙元后擾動的幅值變小，但是增長率變化不大，經(jīng)過一段的波動后又會恢復(fù)到與平板情況下的增長率相同。
　　3、利用eN方法對帶有矩形凹陷粗糙元的平板邊界進行轉(zhuǎn)捩預(yù)測時，當粗糙元尺寸較小時，可以忽略粗糙元的存在，直接利用平板代替進行分析即可；當粗糙元尺寸較大時，可以利用流動穩(wěn)定性理論與N值修正相結(jié)合的方法進行轉(zhuǎn)捩預(yù)測。粗糙元的尺寸越大，