后向台阶上激波/湍流边界层相互作用中的低频非定常机理
流体动力学
2021-04-21 v1
摘要
在 和 的湍流中，采用高分辨率大涡模拟（LES）研究了后向台阶（BFS）后的低频非定常运动。瞬时流场展示了激波/边界层相互作用（SWBLI）系统的非定常现象，包括剪切层中的涡脱落、激波扑动与分离泡的呼吸运动、壁面附近的流向条带以及分离泡下游湍流边界层中的弧形涡。谱分析表明，系统的低频行为源于激波与分离剪切层的相互作用，而中频运动则与剪切层涡的脱落相关。利用三维动态模态分解（DMD），我们分析了所选模态对再附区附近激波非定常性及流向拉伸涡的个体贡献。由再附区流线强曲率产生的离心力所诱导的类Görtler涡，与当前BFS工况下的低频非定常性高度相关。我们的DMD分析以及与一个相同但层流的工况的对比提供了证据，表明这些非定常的类Görtler涡受来流边界层起伏的影响。与平板和斜面构型中的SWBLI相比，我们观察到低频模态的无量纲频率（基于分离长度）略高。
引用
@article{arxiv.2009.05601,
title = {Low-frequency unsteadiness mechanisms in shock wave/turbulent boundary layer interactions over a backward-facing step},
author = {Weibo Hu and Stefan Hickel and Bas W. van Oudheusden},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.05601},
year = {2021}
}