超聲速平板邊界層二次失穩(wěn)和斜波失穩(wěn)研究.pdf

1、本文利用非線性拋物化穩(wěn)定性方程，以超聲速平板邊界層作為研究對(duì)象，討論了超聲速流動(dòng)中的擾動(dòng)演化問(wèn)題。
　　在超聲速平板邊界層入口處加入有限幅值擾動(dòng)并和直接數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證程序的可靠性，為后期研究奠定基礎(chǔ)。根據(jù)邊界層的感受性理論確定初始擾動(dòng)，討論演化過(guò)程中第一模態(tài)對(duì)第二模態(tài)擾動(dòng)的作用，使理論研究具有實(shí)際背景意義。對(duì)來(lái)流馬赫數(shù)Me=1.5和Me=4.5兩種超聲速邊界層，分別檢驗(yàn)二次失穩(wěn)和斜波失穩(wěn)兩種失穩(wěn)機(jī)制，探討導(dǎo)致轉(zhuǎn)捩的主要

2、原因。
　　通過(guò)研究可以得到以下結(jié)論：
　　1.結(jié)合感受性理論確定初始擾動(dòng)，利用非線性拋物化穩(wěn)定性方程進(jìn)行擾動(dòng)演化的數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)增長(zhǎng)與展向尺度有關(guān)。展向波長(zhǎng)小、波角大的擾動(dòng)波更容易激發(fā)高頻擾動(dòng)波，第一模態(tài)擾動(dòng)的非線性作用可能激發(fā)第二模態(tài)的擾動(dòng)波。
　　2.在超聲速平板邊界層的轉(zhuǎn)捩機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，二次失穩(wěn)機(jī)制和斜波失穩(wěn)機(jī)制同時(shí)存在。
　　3.對(duì)于來(lái)流馬赫數(shù)Me=1.5的超聲速平板邊界層，斜波失穩(wěn)機(jī)制比二次失穩(wěn)