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冲击诱导层流分离气泡的不稳定性和低频不稳定性。 (英语) Zbl 1422.76155号

摘要:对冲击诱导层流分离气泡进行了三维直接数值模拟(DNS),以研究流动不稳定性和任何低频不稳定性的来源。根据分离气泡内的局部线性稳定理论(LST),在入口处用一对单色斜向不稳定模式强迫与斜激波相互作用的层流边界层。线性稳定性分析应用于边际分离和大分离的情况,并与DNS进行比较。虽然抛物化稳定性方程方法准确地再现了不稳定模式的增长,但LST在强相互作用下表现不佳。当LST预测的模式用于强制分离边界层时,在再附着点附近通过斜模式破裂发生向确定性湍流的过渡。尽管上游条件干净,但分离点附近仍存在宽带低频不稳定性,根据分离气泡长度,其峰值为斯特劳哈尔数(0.04)。低频不稳定性的出现是由于确定性湍流的破裂,填满频谱并导致宽带扰动,这些扰动在边界层的亚音速区域向上游传播,在分离点附近具有强烈的响应。对网格分辨率和域大小的敏感性研究也支持了不稳定性的存在,这些研究还将确定性击穿区域确定为白噪声扰动的来源。目前的贡献证实了层流的低频响应的存在,类似于在完全湍流相互作用中发现的低频响应。

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76N20号 可压缩流体和气体动力学的边界层理论
76升05 流体力学中的冲击波和爆炸波
76T10型 液气两相流,气泡流
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全文: 内政部

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