超音速平板邊界層展向波包型擾動的演化.pdf

1、在研究三維超音速邊界層中擾動的演化過程中發(fā)現(xiàn),在下游會出現(xiàn)三維小尺度結(jié)構(gòu)。為了研究三維擾動產(chǎn)生的原因,本文用數(shù)值模擬的方法研究了平板邊界層展向波包型擾動的演化,由此可以確定三維小尺度結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生是由于流場的三維性還是由于擾動本身的三維性引起的。此外波包型擾動與自然狀態(tài)下產(chǎn)生的波相似,因此,研究波包型擾動的演化具有重要的實(shí)際意義。
　　本文采用直接數(shù)值模擬(DNS)的方法,模擬了超音速平板邊界層中加入二維和三維小擾動以及波包型擾動的演

2、化。平板邊界層加入二維和三維小擾動的演化與線性穩(wěn)定性(LST)得到的幅值增長曲線作比較,驗(yàn)證程序的正確性,為后面加入波包型擾動做準(zhǔn)備。通過直接數(shù)值模擬可以得到以下結(jié)論:
　　1、計(jì)算結(jié)果表明,平板邊界層在入口處加入展向波包型擾動,在下游會出現(xiàn)比波包寬度小很多的三維條紋結(jié)構(gòu)。通過傅里葉分析發(fā)現(xiàn),這些三維小尺度條紋結(jié)構(gòu)對應(yīng)于展向的高頻諧波,在流場的下游這些結(jié)構(gòu)會迅速的增長起來,成為擾動的主要因素。入口處加入波包的寬度不同,下游出現(xiàn)的條