流动约束对层流激波/边界层相互作用的影响
流体动力学
2020-07-15 v1
摘要
迄今为止关于激波/边界层相互作用（SBLI）的数值工作主要关注跨周期准二维构型，忽略了横向约束对主流的影响。本研究关注矩形管道中马赫数 2 层流 SBLI 的流动约束效应。由 2 度楔角产生的斜激波与侧壁边界层形成锥形扫掠 SBLI，随后从计算域底壁反射。在侧壁、底壁及角交处观测到多个大面积流动反转区。发现主相互作用具有强三维特征且高度依赖管道几何。与准二维跨周期模拟对比表明，对于展弦比为 1 的基准构型，侧壁使相互作用增强 31%。激波发生器长度及随后的后缘膨胀扇位置被证明是决定中心分离长度的关键参数。通过缩短激波发生器长度，展示了对相互作用的控制及中心相互作用的抑制。进行了激波强度和管道展弦比的参数研究以寻找极限行为。对于最大展弦比 4，距壁面 30% 展宽范围内可见三维性。识别了三维分离拓扑特征，并表明其与第一类“猫头鹰状”分离一致。初始锥形扫掠 SBLI 的反射被发现是决定主相互作用下游流结构的最显著因素。
引用
@article{arxiv.1909.01287,
title = {The effect of flow confinement on laminar shockwave/boundary-layer interactions},
author = {David J. Lusher and Neil D. Sandham},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.01287},
year = {2020}
}
备注
31 pages