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马赫数为3时通过斜击穿完全过渡到湍流的直接数值模拟。 (英语) Zbl 1241.76251号

摘要:在马赫数为3的超音速平板边界层中引入了一对低振幅斜波。然后,利用线性稳定性理论、抛物化稳定性方程和直接数值模拟(DNS)对其下游发展和层流到湍流转变的伴随过程进行了数值研究。在本文中,首先对线性区域进行了详细研究。第二部分的重点是早期和晚期的非线性状态。它显示了非线性相互作用如何填满扰动波谱,出现了哪些流动结构,以及这些结构如何局部分解为小尺度。最后,该研究回答了斜破裂能否达到充分发展的湍流边界层的问题。结果表明,表面摩擦的发展是典型的过渡和湍流边界层。在过渡区,表面摩擦系数最初在流向上增加,最后在达到早期湍流状态时衰减。在表面摩擦最大值的下游,水流失去了时间上的周期性,并具有湍流边界层的特征平均流和谱特性。DNS数据清楚地表明,斜向破裂可以导致充分发展的湍流边界层,因此这是二维超声速边界层过渡的相关机制。

MSC公司:

76F06型 过渡到湍流
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76F40型 湍流边界层
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全文: 内政部

参考文献:

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