马赫数 5.92 下斜激波/边界层相互作用的瞬态增长分析
流体动力学
2020-07-08 v2
摘要
我们研究在高速空间发展层流边界层中与斜激波相互作用时触发瞬态增长的物理机制。我们采用基于幂迭代的方法，结合全局前向与伴随线性化方程，来量化具有流动分离的压缩性边界层中的瞬态增长。对于无斜激波的马赫数 5.92 边界层，我们表明主导瞬态响应由斜波构成，其源于无粘 Orr 机制、抬升效应和第一模态不稳定性。我们还证明斜激波的存在通过一种与缓慢增长的全局不稳定性无关的机制，在短时间尺度上显著增加了瞬态增长。由此产生的响应表现为展向周期性的流向拉长的条带，我们对线性化无粘输运方程的分析表明，再附着位置附近的基流减速有助于其放大。流向条带的大瞬态增长证明了非模态效应在流动扰动放大中的重要性，并指出了在具有激波/边界层相互作用的转捩高超声速流动中出现类似空间结构的途径。
引用
@article{arxiv.1901.09132,
title = {Transient growth analysis of oblique shock wave/boundary-layer interactions at Mach 5.92},
author = {Anubhav Dwivedi and Nathaniel Hildebrand and Joseph W. Nichols and Graham V. Candler and Mihailo R. Jovanović},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.09132},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 17 figures