锥形突缘在高超声速冲击边界层相互作用中的分离不稳定性发生
流体动力学
2025-12-09 v1
摘要
高超声速冲击边界层相互作用（SBLI）在锥形突缘流动中表现出从剪切层振荡到大尺度脉动等多种内在不稳定行为。本文通过在Mach 6下的安静流条件下，采用时间分辨性Schlieren成像和谱正交分解（SPOD）方法，考察不同自由流雷诺数下的突缘几何构型中的不稳定性。实验结果与高保真轴对称和三维模拟进行比较。结果显示在参数空间中出现了从剪切层破坏到冲击系统振荡再到大幅度脉动的完整不稳定性过渡。实验和模拟中占主导地位的模态对应的Strouhal数St约为0.17（小幅振荡），降至St约为0.13（大幅度脉动）。本文详细描述了不稳定性发生期间的冲击动力学、剪切层的不稳定性以及非线性极限循环的分析。
引用
@article{arxiv.2512.07089,
title = {Onset of separation unsteadiness in hypersonic shock boundary layer interaction on a cone-step},
author = {Chase Jenquin and Eric L. Cui and Anubhav Dwivedi and G. S. Sidharth and Joseph S. Jewell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.07089},
year = {2025}
}