Understanding the instability-wave selectivity of hypersonic compression ramp laminar flow
流体动力学
2025-03-25 v2
摘要
对二维压缩角的高超声速流动稳定性进行研究，采用了迟滞分析、线性稳定理论（LST）和抛物线稳定方程（PSE）。作者发现，上游对流型扰动与层流分离气泡之间的相互作用可分为两个 regime，其行为可通过比较研究予以解释。首先，二维（2-D）高频Mack模态在分离气泡内交替出现稳定和不稳定区域时，呈现中性振荡。这些离散不稳定区域由离散模式与演化分支之间的多次同步导致。通过模态同步分析，我们报告说分离气泡上游和下游的第二模态本质上可能不同，因为它们源于由于流动分离而产生的不同分支的离散模式。其次，发现2-D低频“剪切层模态”在分离气泡内由LST稳定，而多个不稳定的三维（3-D）特征模态由LST识别。在一般情况下，近分离点、分离气泡内以及靠近重新贴合点的三个显著模态依次占主导。这些模态对流线曲率效应较为敏感。局部主导模态在扰动形状和能量增长率方面与迟滞响应一致。因此，全局分析和局部分析的结合表明，分离气泡倾向于选择性放大低频3-D扰动并“冻结”高频Mack模态扰动。这些发现促进了对高超声速分离流中低频和高频不稳定性早期演化的理解。
引用
@article{arxiv.2404.11400,
title = {Understanding the instability-wave selectivity of hypersonic compression ramp laminar flow},
author = {Peixu Guo and Jiaao Hao and Chih-Yung Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.11400},
year = {2025}
}