【摘要】：采用數(shù)值模擬求解Navier-Stokes(N-S)方程的方法研究了小幅值分布式粗糙度對馬赫數(shù)為4.5的平板邊界層中擾動演化的影響.用泰勒展開線性化的辦法將邊界條件取在光滑平板壁面上,來模擬小幅值分布式粗糙度.研究了粗糙度及擾動的不同因素對邊界層擾動演化的影響,其中包括粗糙度高度、波長、粗糙度區(qū)域的長度及擾動波頻率等.研究結(jié)果表明:分布式粗糙度通過改變邊界層基本流場影響擾動波的幅值演化,一定幅值的分布式粗糙度會使粗糙度區(qū)域前的不穩(wěn)定區(qū)向低頻移動,使粗糙度區(qū)域后的不穩(wěn)定區(qū)向高頻移動.從總體效果上看,對于通過粗糙度時,靠近中性曲線下支界相對低頻的擾動,粗糙度會抑制其幅值的增長;對于靠近中性曲線上支界相對高頻的擾動,粗糙度會促進(jìn)其幅值的增長.
[Abstract]:The effect of small amplitude distributed roughness on the perturbation evolution in the boundary layer of the plate with Mach number is studied by numerical simulation for solving the Navier-Stokes (N\ +) equation. The small amplitude distributed roughness is simulated by using Taylor expansion linearization method and the boundary conditions are taken on the smooth plate wall. The effects of roughness and disturbance factors on the evolution of boundary layer disturbances, including roughness height, wavelength, the length of roughness region and the frequency of disturbance wave, are studied. The results show that the distributed roughness affects the amplitude evolution of disturbance wave by changing the basic flow field in the boundary layer, and the distributed roughness of certain amplitude will make the unstable region in front of the roughness region move to the low frequency. The unstable region after roughness region moves to high frequency. From the overall effect, the roughness will restrain the increase of amplitude for the disturbance of the relative low frequency near the lower branch boundary of the neutral curve when the roughness is passed. For the disturbance of relative high frequency near the upper branch of the neutral curve, the roughness will promote the increase of its amplitude.
【作者單位】： 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院力學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11332007);國家自然科學(xué)基金青年基金(11202147) 高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金(20120032120007)
【分類號】：V211

【參考文獻(xiàn)】

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