局部凸起及其組合對(duì)平板邊界層穩(wěn)定性的影響.pdf

1、超聲速飛行器表面不可避免地會(huì)出現(xiàn)局部凸起及其組合，將對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定性存在一定的影響。本文以壁面有局部余弦型凸起的可壓縮平板邊界層為研究對(duì)象，結(jié)合數(shù)值模擬與線性穩(wěn)定性理論，研究局部凸起對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定性的影響。首先采用數(shù)值模擬計(jì)算馬赫數(shù)為4.5的基本流場(chǎng)，采用線性穩(wěn)定性理論進(jìn)行穩(wěn)定性分析，然后通過求解擾動(dòng)方程計(jì)算擾動(dòng)的幅值演化曲線，最后采用穿透系數(shù)定量研究局部凸起的寬度、位置和間距對(duì)不同頻率擾動(dòng)的影響，以上參數(shù)變量均采用無(wú)量綱化單位。研究發(fā)現(xiàn)：

2、r>　　i.局部凸起對(duì)流場(chǎng)的影響隨著局部凸起寬度的增加而單調(diào)增加或減小，而且穿透系數(shù)趨向于某一常數(shù)，說明局部凸起寬度對(duì)擾動(dòng)波幅值的影響是有界的。在局部凸起中心x=40處最不穩(wěn)定波的波長(zhǎng)約為3，而局部凸起寬度為12時(shí)的穿透系數(shù)已經(jīng)達(dá)到了上限值的95％，表明在設(shè)計(jì)局部凸起控制流動(dòng)時(shí)，取局部凸起寬度為局部凸起中心處最不穩(wěn)定波波長(zhǎng)的4倍及其以下即可。
　　ii.局部凸起對(duì)擾動(dòng)波幅值的影響程度隨著局部凸起位置沿流向方向的增加而接近線性減小。