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椭圆锥上高超声速流动的瞬态增长分析。 (英语) Zbl 07469326号

小结:给出了高超声速椭圆锥绕流的非模态线性稳定性分析结果,该椭圆锥的纵横比为2,攻角为零,完成了相同几何形状绕流的早期模态不稳定性分析。首次建立了在广义二维参考系上进行可压缩流动瞬态增长分析的理论框架,并将其应用于求解垂直于锥轴平面上非模态线性不稳定性的初值问题,在沿着椭圆锥的连续流向位置拍摄。选择此处检查的参数范围,以模拟高超音速国际飞行研究实验5(HIFiRE-5)测试几何体在21 km和33 km高度的飞行,分别对应马赫数7.45和8.05以及单位雷诺数(Re'=1.07乘以10^7)和(1.89乘以10^6)。结果表明,随着飞行高度的增加(雷诺数减少),层流-湍流过渡的非模态增长显著性增加。在给定的一组流动参数下,在锥体尖端附近以及远离锥体的短轴(中心线)和长轴(连接线)的方位角位置,瞬态生长更强。在最大瞬态增长条件下计算的线性最优扰动在椭圆锥的横流区域达到峰值。这些结构沿流向空间方向拉长,同时沿展向呈周期性,周期长度与实验和模拟中确定为横流旋涡的著名结构具有相同数量级。

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