有压梯度对平板边界层自然转捩中的感受性的影响

发布时间：2021-08-27 16:23

　　大气和海洋中湍流特性是普遍存在的,故大气和海洋的物理性质和动力过程非常复杂,因此湍流运动一直是大气与海洋边界层等理论研究的热点,而边界层感受性是层流向湍流转捩的初始阶段,在湍流成因中起着非常重要的作用,所以对该问题的研究不仅有助于湍流理论的完善,而且在海洋和大气理论研究中也有着广阔的应用前景。本文基于不可压缩Navier-Stokes方程,通过高精度高分辨率的紧致有限差分格式与傅里叶展开相结合的方法数值研究了自由来流湍流作用下的有压梯度边界层感受性问题,研究内容可分为三个方面:（1）研究了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压梯度边界层感受性问题,并证明了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压梯度边界层内当地感受性是存在的。数值计算了不同压力梯度边界层内激发产生小扰动波包的群速度;研究了自由来流湍流与壁面局部粗糙作用下有压力梯度对边界层内被激发出T-S波的幅值、增长率、波数、相速度以及特征形状函数的影响;最后,数值研究了有压梯度边界层内当地感受性与壁面局部粗糙高度的关系。（2）研究了自由来流湍流与壁面局部吹吸作用下有压梯度边界层感受性问题,并证明了自由来流湍流与壁面局部吹吸作用下有压梯度边... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

计算区域示意图

条件：采用无滑移条件，则 u x, 0 0.0, v x, 0 0.0, p / y 0.0。在平局部吹吸条件，其表达式为： vxAw,0 ； (4.1A 为壁面局部吹吸的强度，且 A> 0 是吹入,A< 0 是吸出；xw∈[x1,x2]为在平板壁面上的流向的分布区域，其流向长度 L=x2-x1；件：扰动速度根据公式（2.7）中的自由来流湍流模型给出；扰动压。件：扰动速度采用无反射条件; 计算将在边界层内被激发出的小扰动波前停止，因此扰动压力 p / x 0.0。X

【参考文献】：
期刊论文
[1]边界层人工转捩的大涡模拟及壁面脉动压力研究[J]. 徐嘉启,梅志远,刘志华.  西安交通大学学报. 2019(05)
[2]大气边界层物理研究进展（2012～2017年）[J]. 刘辉志,王雷,杜群.  大气科学. 2018(04)
[3]3.5 m×2.5 m风洞大气边界层被动模拟实验研究[J]. 周兴,李建兰,Demetri Bouris.  太阳能学报. 2018(02)
[4]自由来流湍流与三维壁面局部粗糙诱导平板边界层不稳定T-S波的数值研究[J]. 沈露予,陆昌根,朱晓清.  应用数学和力学. 2017(11)
[5]三维边界层内诱导横流失稳模态的感受性机理[J]. 陆昌根,朱晓清,沈露予.  物理学报. 2017(20)
[6]大气边界层的国内外研究现状[J]. 宁志远,刘厚凤.  中国环境管理干部学院学报. 2017(02)
[7]三维边界层内定常横流涡的感受性研究[J]. 沈露予,陆昌根.  物理学报. 2017(01)
[8]边界层流中当地感受性过程的数值研究[J]. 沈露予,陆昌根.  应用数学和力学. 2016(11)
[9]无限薄平板边界层前缘感受性过程的数值研究[J]. 陆昌根,沈露予.  物理学报. 2016(19)
[10]壁面局部吹吸边界层感受性的数值研究[J]. 陆昌根,沈露予.  物理学报. 2015(22)

博士论文
[1]高精度方法在激波/边界层干扰及转捩问题中的应用研究[D]. 赵云飞.国防科学技术大学 2015
[2]不同涡粘性湍流底边界层特征量研究[D]. 纪艳菊.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2014
[3]强潮驱陆架海中的湍流与混合[D]. 刘志宇.中国海洋大学 2009

硕士论文
[1]基于雷诺平均方法的边界层转捩数值计算研究[D]. 蔡林峰.浙江大学 2018



本文编号：3366690