高超声速流动中附着线边界层的数值模拟，第一部分：粗糙度诱导亚临界转移
流体动力学
2024-07-23 v1
摘要
附着线边界层在高超声速流动中因其对热传递和气动性能的显著影响而至关重要。本研究对高超声速条件下，针对钝头扫掠体附着线边界层的粗糙度诱导的层流-湍流转移进行高保真数值模拟。该模拟代表了重大进展，通过成功再现了真实配置下由表面粗糙度元素引起的完整前缘污染过程，从而提供了此前无法获得的见解。 examined 两种不同高度的粗糙度元素。对于较低高度的粗糙度元素，需要额外的非稳扰扰动来触发湍流转换，表明粗糙度元素周围的流场对上游扰动具有扰动放大器的作用。相反，较高的粗糙度元素可以独立诱导转移。检测到粗糙度后方的低频绝对不稳定性，导致 streaks 形成。这些 streaks 的二次不稳定性被确认为最终转移的直接原因。
引用
@article{arxiv.2407.15465,
title = {Numerical simulations of attachment-line boundary layer in hypersonic flow, Part I: roughness-induced subcritical transitions},
author = {Youcheng Xi and Bowen Yan and Guangwen Yang and Xinguo Sha and Dehua Zhu and Song Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.15465},
year = {2024}
}