不可壓縮二維翼型邊界層轉(zhuǎn)捩預(yù)測.pdf

1、邊界層的轉(zhuǎn)捩預(yù)測具有很重要的理論意義和廣泛的工程應(yīng)用背景。本文以NACA0012翼型邊界層為研究對象首先建立求解層流邊界層基本流的模型，通過軟件計算得到來流速度分別為30m/s與15m/s工況下邊界層內(nèi)的基本流動。
　　 在直角坐標系PSE方程的基礎(chǔ)上，本文發(fā)展了二維曲面坐標系的PSE方程并給出了該方程的數(shù)值求解方法。并以等值圓環(huán)管道流為算例驗證了新的PSE程序，其計算結(jié)果與直接數(shù)值模擬(DNS)的結(jié)果符合很好。
　　

2、1通過對NACA0012翼型邊界層的計算，發(fā)現(xiàn)該翼型的邊界層流動存在順壓梯度和逆壓梯度兩個不同區(qū)域，順壓區(qū)從機翼的頭部到弦長的10％位置處。順壓區(qū)對邊界層的擾動具有穩(wěn)定的作用，即擾動波為衰減的波；而逆壓區(qū)域邊界層內(nèi)的流動變得很不穩(wěn)定，容易發(fā)生轉(zhuǎn)捩。
　　 2討論不同初始頻率對轉(zhuǎn)捩位置影響。對來流30m/s的工況，利用eN方法研究了不同頻率(200～1300Hz)擾動放大倍數(shù)N值，發(fā)現(xiàn)頻率700～800Hz的擾動波最先達到N=9.

3、5，擾動波的頻率越高不穩(wěn)定區(qū)域的開始位置越靠近上游。對于來流15m/s的工況，也有類似的規(guī)律，并且在該工況下最不穩(wěn)定波的頻率在200～300HZ。
　　 3利用拋物化穩(wěn)定性方程研究邊界層內(nèi)的擾動演化過程，在計算域入口引入增長最快的T-S波。入口處加入一個增長的二維波和一對三維諧波，加入的波由線性穩(wěn)定性理論(LST)得到。根據(jù)PSE計算得到的壁面摩擦系數(shù)曲線，其結(jié)果與文獻中用LES計算的結(jié)果符合很好。PSE計算得到的N值與理論和實