基于HLNS方法对高超声速边界层中非模态扰动演化的研究

孙培成; 赵磊; 董明

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基于HLNS方法对高超声速边界层中非模态扰动演化的研究

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高超声速边界层转捩是航天飞行器设计中的基础难题,发生在线性失稳区上游的亚临界转捩是常规风洞实验中常见的现象.亚临界转捩一般是由非模态扰动的演化及二次失稳触发的,为了揭示局部突变对高超声速边界层亚临界转捩的影响机理,发展了基于谐波型线性化Navier-Stokes(HLNS)方程及其伴随系统的描述非模态扰动演化的求解框架.该框架的优点是不改变原始系统的椭圆型特性,因而可以处理非模态扰动(条带)在局部突变附近的快速畸变.针对马赫数为5.96、攻角为-4?的高超声速钝平板边界层,研究了不同深度凹槽对条带幅值的影响.数值结果表明凹槽对条带有促进作用,这与实验中发现的规律定性相符,且存在使促进作用最大的最优凹槽深度.

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来源
《力学进展》 |2022年第1期|180-195|共16页
作者
孙培成; 赵磊; 董明;
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作者单位

天津大学机械工程学院;

中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室;

中国空气动力研究与发展中心;

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正文语种 chi
中图分类 O357.41;
关键词
高超声速边界层; 凹槽; 最优扰动; 亚临界转捩;

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