局部粗糙元對超聲速邊界層中擾動演化的影響.pdf

1、為了揭示類似飛行器蒙皮接縫對轉捩預測的影響，以及利用eN方法對帶有矩形凹陷粗糙元的邊界層進行轉捩預測。本文采用數(shù)值模擬和流動穩(wěn)定性分析相結合的方法，對帶有矩形凹陷粗糙元的高超聲速平板邊界層內的擾動演化進行研究。通過對馬赫數(shù)4.5，等溫壁，雷諾數(shù)30000和50000，粗糙元尺寸，進行計算分析。
　　在本文計算的工況下所得結論如下：
　　1、粗糙元對基本流的影響只局限在粗糙元及其附近很小的范圍內。同時粗糙元的內部出現(xiàn)回流現(xiàn)象，

2、回流的速度與粗糙元的尺寸有關，粗糙元尺寸越大，回流的最大速度越大。對于尺寸的粗糙元，粗糙元內回流的流向速度最大值出現(xiàn)在粗糙元沿流向的中心位置。它的內部流向速度的剖面圖沿粗糙元流向中心位置對稱。對于另外兩個較大尺寸的粗糙元，回流的流向速度最大值不再出現(xiàn)在中心位置，而是向下游發(fā)生偏離，粗糙元尺寸越大偏離的距離越大。
　　2、粗糙元對擾動幅值的影響與粗糙元的尺寸有關，尺寸為的粗糙元只是在粗糙元處引起了擾動幅值的波動，過了粗糙元后擾動幅值

3、演化的情況與沒有粗糙元的演化情況一致。另外兩種尺寸的粗糙元對擾動幅值的演化有一定的抑制作用。擾動波經(jīng)過粗糙元后擾動的幅值變小，但是增長率變化不大，經(jīng)過一段的波動后又會恢復到與平板情況下的增長率相同。
　　3、利用eN方法對帶有矩形凹陷粗糙元的平板邊界進行轉捩預測時，當粗糙元尺寸較小時，可以忽略粗糙元的存在，直接利用平板代替進行分析即可；當粗糙元尺寸較大時，可以利用流動穩(wěn)定性理論與N值修正相結合的方法進行轉捩預測。粗糙元的尺寸越大，