三維超音速邊界層中三波共振和二次失穩(wěn)機制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、從層流到湍流的轉捩問題有很重要的應用背景.大多數(shù)情況下,轉捩首先由小擾動的放大開始,當擾動達到一定大小后,非線性開始起作用.對不可壓縮邊界層或平面槽道流,還會出現(xiàn)典型的三維結構.用流動顯示技術可以發(fā)現(xiàn)這種結構很像希臘字母八,并且存在兩種不同的∧結構,一種是Klebanofr型結構(K-型結構),其流向周期和T-S波的相同,還有一種是由亞諧波引起的,稱為N-型結構,其流向周期為T-S波的兩倍,因而與某種亞諧波對應.N-型又可以細分為C(C

2、raLik)-型和H(Herben)-型. 從一些超音速流的轉捩實驗中,測到了亞諧波,但實驗數(shù)據(jù)很少,而且缺乏細節(jié). 本文將通過直接數(shù)值模擬的方法,探討在超音速邊界層中,是否有產生上述亞諧波的機制.結果表明,當入口加入一對對稱三維波,在它們的非線性作用下,流向渦和其他諧波很快地增長起來,但是三維波本身卻保持線性增長.當在入口處加入符合三波共振條件的一對三維波和一個二維波,三維波和其他諧波都很快的增長起來.當在入口處加入了