层流斜激波/边界层相互作用的低频预解式分析
流体动力学
2022-06-08 v1
摘要
采用预解式分析研究层流斜激波/边界层相互作用（SWBLI）的低频特性。结果表明，所计算的最优增益（可视为系统的传递函数）遵循一阶低通滤波器方程，重现了 Touber 与 Sandham（JFM, 2011）的结果。该行为被理解为源于单个稳定定常全局模态的激发，其阻尼率决定了滤波器的时间尺度。研究了不同的马赫数与雷诺数，覆盖了不同的回流区长度 。发现该阻尼率按 缩放，从而得到文献中观测到的恒定斯特劳哈尔数 。其与回流泡的呼吸运动相关。该分析进一步支持了 SWBLI 低频动力学为受迫动力学的观点，即背景扰动持续激发流动。随后对三维扰动展开研究，识别出两种 regime。在量级为 的低波数下，发现了类似于二维扰动的模态机制，并表现出更大的最优增益值。在量级为边界层厚度的较大波数下，检测到由非模态机制导致的条带增长。未观察到与回流区的相互作用。基于这些结果，讨论了三维效应在 SWBLI 低频动力学中潜在的主导性。
引用
@article{arxiv.2204.13527,
title = {Low-frequency resolvent analysis of the laminar oblique shock wave / boundary layer interaction},
author = {B. Bugeat and J. -C. Robinet and J. -C. Chassaing and P. Sagaut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.13527},
year = {2022}
}
备注
to be published in JFM