强化二维可压缩混合层混合的一种控制方法

摘要

该文通过数值模拟的方法,以Wang & Fiedker(1997)做的不可压单边加振荡混合层的实验为背景,研究可压缩混合层的低速入口部分加入沿流向的振荡,以探讨是否有一种新的机制来提高可压缩混合层的混合.由于计算机条件的限制,只模拟了二维可压缩混合层的流动与混合的情况,结果证实了这一方法是有效的.时间方向采用一阶显式格式,对流项经通量分裂后用五阶弱迎风紧致格式,粘性项采用六阶中心型紧致格式,边界条件采用Poinsot & Lele(1990)提出的N-S方程特征边界条件(NSCBC)方法.对于M=0.6的二维可压缩混合层流场进行了系统的计算.计算中还考察了入口速度剖面的形状对流场的影响,结果发现入口平均流速度的形状对流场中的小尺度绔构有影响.计算结果证实了使二维可压缩混合层的低速流体的流向速度振荡,可以显著改变整个流场的结构,可产生大尺度的结构,因而可以提高混合的效率.加上一些定性的考虑,可以解释Wang & Fiedler(1997)的实验的现象.在混合层的一边加振荡是一种增强可压缩混合层混合的一种可能的控制方法.