马赫数 6 下带翼锥体边界层不稳定性的线性分析
流体动力学
2023-03-21 v1
摘要
继 [doi.org/10.2514/6.2022-3247] 中早先的分析之后，我们使用不同保真度与成熟度的线性稳定性方法，考察了马赫数=6、 [m]、零攻角下带翼锥体的边界层不稳定性。该几何与层流条件对应于普渡大学波音空军马赫 6 静音风洞（BAM6QT）开展的实验。在可能的情况下，稳定性计算采用共同的平均流，并与实验中首次观测到转捩的锥面区域进行比较。给出了基于线性稳定性理论（LST）、平面抛物化稳定性方程（planar-PSE）、单向纳维-斯托克斯（OWNS）、受迫直接数值模拟（DNS）和自适应网格加密波包追踪（AMR-WPT）的稳定性结果。识别出在 250 kHz 出现的主导三维涡不稳定性，其与转捩起始的实验测量吻合良好。除 LST 外，本文考虑的所有较高保真度线性方法在预测涡不稳定性向下游演化时的初始增长与总体结构上均一致。文中讨论了所考虑稳定性方法的一些挑战、机遇与发展需求。
引用
@article{arxiv.2303.10747,
title = {Linear Analysis of Boundary-Layer Instabilities on a Finned-Cone at Mach 6},
author = {Daniel B. Araya and Neal P. Bitter and Bradley M. Wheaton and Omar Kamal and Tim Colonius and Anthony Knutson and Heath Johnson and Joseph Nichols and Graham V. Candler and Vincenzo Russo and Christoph Brehm},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.10747},
year = {2023}
}