亚声速下平行可压缩边界层流中的自由流相干结构
流体动力学
2021-10-15 v1
摘要
作为可压缩剪切流中相干结构渐近描述的第一步，我们给出了可压缩渐近吸力边界层（ASBL）中Navier–Stokes方程非线性平衡解的描述。假设自由流马赫数 < 0.8，从而流动处于亚声速区，并假设为理想气体。我们将\cite{deguchi_hall_2014a}针对不可压缩ASBL流的大雷诺数自由流相干结构理论推广，以描述位于自由流下方薄层中的非线性相互作用，该作用对速度和温度场均产生条带扰动，并可朝壁面呈指数增长。我们通过数值求解可压缩边界层区域方程，完成了对整个流动中速度和热条带增长的描写。我们表明速度和热条带在未受扰动的边界层内达到最大幅值。增大自由流马赫数会增强热条带，而改变普朗特数则会改变热条带相对于速度条带最大幅值的位置。此类非线性平衡态在不可压缩流的剪切转捩中已被关联；因此，我们的结果表明类似机制也可能存在于可压缩流中。
引用
@article{arxiv.2103.07409,
title = {Free-stream coherent structures in parallel compressible boundary-layer flows at subsonic Mach numbers},
author = {Eleanor C. Johnstone and Philip Hall},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07409},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 3 figures