小折角平板高超聲速邊界層中擾動的演化及eN方法的修正.pdf

1、本文采用擾動方程數(shù)值模擬結(jié)合線性穩(wěn)定性分析的方法對帶小折角平板的高超聲速邊界層中擾動的演化進(jìn)行了研究,并對工程中常用的預(yù)測帶小折角平板轉(zhuǎn)捩位置的eN方法進(jìn)行驗(yàn)證分析,指出采用eN方法預(yù)測帶小折角平板轉(zhuǎn)捩時需要對N值進(jìn)行修正的概念。通過計(jì)算分析擴(kuò)張角和壓縮角為1、2、3度,馬赫數(shù)Ma=4.5,雷諾數(shù)Re110,510=′′的絕熱壁面工況,所得結(jié)論如下:
　　1、第二模態(tài)中性曲線過擴(kuò)張角后向下偏折,偏折程度隨擴(kuò)張角的增大而增大。當(dāng)擴(kuò)張

2、角為1度時,中性曲線偏折較小,擴(kuò)張角前存在個別頻率的不穩(wěn)定波需要對N值進(jìn)行修正。在本文所計(jì)算的工況下,頻率為1.92的擾動波修正系數(shù)大小為0.2。當(dāng)擴(kuò)張角為2、3度時,中性曲線向下偏折嚴(yán)重,擴(kuò)張角前的不穩(wěn)定波過擴(kuò)張角后全部衰減,不需要對N值進(jìn)行修正。
　　2、第二模態(tài)的中性曲線過壓縮角后向上偏折,程度隨壓縮角的增大而增大。當(dāng)壓縮角為1度時,中性曲線向上偏折較小,壓縮角前的不穩(wěn)定波過壓縮角后存在有效的增長區(qū)間,需要對N值進(jìn)行修正。在

3、本文所計(jì)算的工況下,N值的修正范圍為-0.5~0.4。當(dāng)壓縮角為2、3度時,中性曲線向上偏折更加嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)中性曲線上下兩支閉合的現(xiàn)象,壓縮角前的不穩(wěn)定波過壓縮角后變成穩(wěn)定狀態(tài),不需要對N值進(jìn)行修正。
　　3、第一模態(tài)中性曲線上支過擴(kuò)張角后向下偏折,程度隨擴(kuò)張角的增大而增大,中性曲線下支受擴(kuò)張角影響較小。當(dāng)擴(kuò)張角為3度時,中性曲線上下兩支過擴(kuò)張角后閉合,在下游產(chǎn)生中性曲線間斷的現(xiàn)象。由于不穩(wěn)定擾動波過擴(kuò)張角后全部衰減,采用eN方