展向振荡对激波/湍流边界层干扰的影响

发布时间：2021-05-09 09:18

　　周期振荡作为一种有效的壁面流动控制手段受到广泛关注,而其对激波/湍流边界层干扰的影响目前鲜有研究。本文采用高精度直接数值模拟（DNS）方法对马赫数2.9、12°激波入射角、强振荡下的激波/湍流边界层干扰进行了系统研究。通过与无振荡工况的定量比较,揭示了展向强振荡对干扰区内复杂流动结构的影响规律及作用机制,如分离泡尺度、物面压力脉动非定常特性、物面剪切的非定常特性及统计特征等。研究发现:在展向强振荡作用下,分离点位置提前,间歇区长度增大;同时由于分离泡内强黏性耗散的影响,展向振荡的穿透高度约为分离泡高度的4%,因而对流动结构不会产生实质影响。但展向强振荡会对壁面附近流动造成显著影响,如强振荡诱导的壁面展向速度远大于流向速度,造成流向剪切与展向剪切之间夹角的概率密度函数峰值从0°偏移到80°～90°之间。物面压力及剪切本征正交分解分析表明,展向振荡会导致模态能量从低阶模态向高阶模态转移,降低低频运动的能量占比,增强再附后G?rtler涡等壁面附近旋涡结构的强度。 

【文章来源】：航空学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：13 页

【文章目录】：
1 计算参数
2 展向振荡对流场结构的影响
3 展向振荡对壁面脉动量的影响
    3.1 壁面压力脉动
    3.2 壁面剪切脉动
4 本征正交分解
    4.1 壁面压力脉动
    4.2 壁面流向剪切脉动
    4.3 壁面展向剪切脉动
5 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]超声速膨胀角入射激波/湍流边界层干扰直接数值模拟[J]. 童福林,孙东,袁先旭,李新亮.  航空学报. 2020(03)
[2]激波/湍流边界层干扰物面剪切应力统计特性[J]. 童福林,周桂宇,周浩,张培红,李新亮.  航空学报. 2019(05)
[3]压缩拐角激波与旁路转捩边界层干扰数值研究[J]. 童福林,唐志共,李新亮,吴晓军,朱兴坤.  航空学报. 2016(12)
[4]Heat20transport20mechanisms20of20low20Mach20number20turbulent20channel20flow20with20spanwise20wall20oscillation[J]. Jian Fang·Li-Peng Lu National Key Laboratory of Science and Technology on Aero-Engines, School of Jet Propulsion,Beihang University,100191 Beijing,China Liang Shao Laboratory of Fluid Mechanics and Acoustics, Ecole Centrale de Lyon,Lyon,France.  Acta Mechanica Sinica. 2010(03)



本文编号：3177042