转捩与湍流状态下超音速激波/边界层相互作用的数值研究
流体动力学
2017-09-18 v1
摘要
我们在马赫数 M = 1.7 下对激波/边界层相互作用（SBLI）进行直接数值模拟，以研究来流边界层状态对相互作用特性的影响。我们复现并扩展了 Giepman 等人进行的实验流动条件，其中平板上的空间演化层流边界层最初由一排分布式粗糙元触发转捩，并在更下游处受到斜激波的冲击。考虑了四种 SBLI 情况，基于沿流向的两个不同激波撞击位置（对应于转捩和湍流相互作用）以及两种不同的激波强度（对应于 3 度和 6 度的流动偏转角）。我们发现，对于所有流动情况，均未观察到激波诱导分离，在 3 度情况下边界层保持附着，在 6 度情况下接近初始分离，且与来流边界层状态无关。本研究的结果表明，转捩相互作用可能是实际 SBLI 应用的最优解，因为它消除了层流相互作用典型的大分离泡，并减小了与来流湍流边界层相关的高摩擦区域范围。
引用
@article{arxiv.1709.05096,
title = {Numerical investigation of supersonic shock-wave/boundary-layer interaction in transitional and turbulent regime},
author = {Russell Quadros and Matteo Bernardini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.05096},
year = {2017}
}
备注
Under consideration for publication with the AIAA Journal