超音速平板邊界層展向波包型擾動(dòng)的演化.pdf

1、在研究三維超音速邊界層中擾動(dòng)的演化過(guò)程中發(fā)現(xiàn),在下游會(huì)出現(xiàn)三維小尺度結(jié)構(gòu)。為了研究三維擾動(dòng)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(dòng)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(chǎng)的三維性還是由于擾動(dòng)本身的三維性引起的。此外波包型擾動(dòng)與自然狀態(tài)下產(chǎn)生的波相似,因此,研究波包型擾動(dòng)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(dòng)以及波包型擾動(dòng)的演

2、化。平板邊界層加入二維和三維小擾動(dòng)的演化與線性穩(wěn)定性(LST)得到的幅值增長(zhǎng)曲線作比較,驗(yàn)證程序的正確性,為后面加入波包型擾動(dòng)做準(zhǔn)備。通過(guò)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(dòng),在下游會(huì)出現(xiàn)比波包寬度小很多的三維條紋結(jié)構(gòu)。通過(guò)傅里葉分析發(fā)現(xiàn),這些三維小尺度條紋結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于展向的高頻諧波,在流場(chǎng)的下游這些結(jié)構(gòu)會(huì)迅速的增長(zhǎng)起來(lái),成為擾動(dòng)的主要因素。入口處加入波包的寬度不同,下游出現(xiàn)的條