局部粗糙誘導(dǎo)三維邊界層穩(wěn)定性研究及剪切流中大渦結(jié)構(gòu)的成因與演化.pdf

1、本文利用x及y方向變間距的高精度緊致有限差分及z向Fourier譜展開相結(jié)合的方法，數(shù)值求解三維、非定常、不可壓的Navier-Stokes方程，詳細(xì)研究了壁面局部粗糙邊界層的穩(wěn)定性問(wèn)題和近壁剪切流中大渦結(jié)構(gòu)的成因機(jī)制。 1、在光滑壁面上采用單個(gè)或兩個(gè)二維及三維局部抽吸、局部噴射以及吸噴組合的方式來(lái)模擬具有局部壁面粗糙的邊界層流動(dòng)問(wèn)題，獲得新的基本流；利用流動(dòng)穩(wěn)定性理論，研究二維與三維T—S擾動(dòng)波的非線性演化規(guī)律，分析了不同局部

2、粗糙對(duì)擾動(dòng)波傳播特性的影響問(wèn)題。主要結(jié)論包括：(1)、二維、三維局部噴入的粗糙壁面對(duì)擾動(dòng)波起增長(zhǎng)作用，三維局部吸出的粗糙壁面對(duì)擾動(dòng)波起著緩增長(zhǎng)作用，二維局部吸出的粗糙壁面對(duì)擾動(dòng)波的增長(zhǎng)起遏制作用；(2)、不同局部粗糙壁面使得擾動(dòng)波的傳播方向與相位發(fā)生變化；(3)、在三維局部粗糙誘導(dǎo)的基本流基礎(chǔ)上，由于非線性作用，在二維擾動(dòng)波空間演化的過(guò)程中，已被激發(fā)產(chǎn)生三維擾動(dòng)波，其頻率與波數(shù)與二維擾動(dòng)波近似相同。 2、利用多渦結(jié)構(gòu)的理論模型，

3、討論了局部粗糙對(duì)大渦結(jié)構(gòu)的作用和影響。數(shù)值計(jì)算結(jié)果可知，基本流越飽滿，大渦結(jié)構(gòu)越不容易增長(zhǎng)，反之大渦結(jié)構(gòu)越容易增長(zhǎng)，理論模型的結(jié)構(gòu)、初始強(qiáng)度的大小對(duì)大渦結(jié)構(gòu)的演化起著相當(dāng)大的作用。 3、邊界層壁面局部脈沖誘導(dǎo)大渦結(jié)構(gòu)起因的數(shù)值模擬結(jié)果表明：壁面脈沖擾動(dòng)的強(qiáng)度、面積、脈沖時(shí)間、加載方式等因素均影響著大渦結(jié)構(gòu)的成因；當(dāng)初始脈沖強(qiáng)度、初始影響區(qū)域等諸多因素小于某一閾值時(shí)，很難激發(fā)產(chǎn)生大渦結(jié)構(gòu)。 4、不同壓力梯度對(duì)邊界層流中大渦