局部凸起及其組合對平板邊界層穩(wěn)定性的影響.pdf

1、超聲速飛行器表面不可避免地會出現(xiàn)局部凸起及其組合，將對流動穩(wěn)定性存在一定的影響。本文以壁面有局部余弦型凸起的可壓縮平板邊界層為研究對象，結(jié)合數(shù)值模擬與線性穩(wěn)定性理論，研究局部凸起對流動穩(wěn)定性的影響。首先采用數(shù)值模擬計算馬赫數(shù)為4.5的基本流場，采用線性穩(wěn)定性理論進行穩(wěn)定性分析，然后通過求解擾動方程計算擾動的幅值演化曲線，最后采用穿透系數(shù)定量研究局部凸起的寬度、位置和間距對不同頻率擾動的影響，以上參數(shù)變量均采用無量綱化單位。研究發(fā)現(xiàn)：

2、r>　　i.局部凸起對流場的影響隨著局部凸起寬度的增加而單調(diào)增加或減小，而且穿透系數(shù)趨向于某一常數(shù)，說明局部凸起寬度對擾動波幅值的影響是有界的。在局部凸起中心x=40處最不穩(wěn)定波的波長約為3，而局部凸起寬度為12時的穿透系數(shù)已經(jīng)達到了上限值的95％，表明在設計局部凸起控制流動時，取局部凸起寬度為局部凸起中心處最不穩(wěn)定波波長的4倍及其以下即可。
　　ii.局部凸起對擾動波幅值的影響程度隨著局部凸起位置沿流向方向的增加而接近線性減小。