小攻角高超声速钝锥边界层中不同扰动对转捩的影响

摘要

为了研究上游不同扰动对转捩位置的影响,针对来流Ma=6,攻角1°,半锥角5°的钝锥边界层的转捩进行了数值模拟.首先研究了边界层中小扰动的演化,与流动稳定性理论进行了对比,结果表明:在所考虑的流场中,流动稳定性线性理论可以对扰动的增长率做出一个较好的预测.在此基础上,研究了不同扰动对转捩位置的影响.计算给出了在两种不同频率分布的扰动情况下,转捩位置沿周向的分布.结果表明,转捩位置沿周向分布与入口扰动的幅值和频率有关.某子午面的转捩位置由该处的最不稳定波在入口的幅值决定.根据大多数风洞中背景扰动的特性,解释了小攻角圆锥转捩实验中背风面先转捩,迎风面后转捩的现象.同时,还解释了在背风面附近转捩位置"凹陷"的现象.