零攻角尖錐邊界層中二維擾動(dòng)演化特征的數(shù)值研究.pdf

1、窿飄 ⑧ 天津大驀中國近代第一所大學(xué)碩士學(xué)位論文 _ _ _ n ■啊嘎■淞- | 強(qiáng)¨■I l i u m學(xué)科專業(yè)：流體☆學(xué)作者姓名：董明指導(dǎo)教師：曹偉教授天津大學(xué)研究生院2 0 0 5 年1 2 月A B S T R A C TT h es t u d yo ft h em e c h a n i s mo f t r a n s i t i o no fc o m p r e s s i b l ef l o wi so

2、 f s i g n i f i c a n ti m p o r t a n c e b o t h f r o mt h et h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lp o i n to fv i e w ．T h e r ea r em a n yp r o b l e m sw i t hc u r v a t u r e i np r a c t i c a le n g i n e

3、 e r i n g ．C o m p r e s s i b l ef l o w p a s s i n g a s h a r pc o n ew i t hZ e F Oa n g l eo f a r r a c k i sa t y p i c a lb o u n d a r yl a y e r p r o b l e m 塒t l lc u r v a t u r e ．I nt h i s p a p e r , w

4、 es t u d y t h e e v o l u t i o no fd i s t u r b a n c e so fc o m p r e s s i b l e f l o wp a s s i n gas h a r p c o n ew i t h z e r oa n g l e o f a r r a c k b y u s i n g D N S ．I n t h i sp a p e L a n e w m e

5、 t h o dW a s d e v e l o p e d t oc a l c u l a t et h es t e a d y b o u n d a r yl a y e rf l o wp a s s i n g t h e s h a r pc o n e ．T h ef u l l f l o w —f i e l dw a s d i v i d e d i n t ot w op a r t s ，o n ei s

6、n o n —v i s c o u sa r e a ，w h e r es o l u t i o nc o u l d b eg o t b ys o l v i n g t h eE u l a r e q u a t i o nu n d e rt h es p h e r ec o o r d i n a t ea x i s ，t h eo t h e ro n e i s v i s c o u sa r e ac l

7、o s et ot h ec o n e ，w h e r et h es o l u t i o nc o u l db e g o tb y s o l v i n gt h eN —Se q u a t i o n ，w i t hu p p e rb o u n d a r yc o n d i t i o na d o p t e d t h en o n —v i s c o u ss o l u t i o n ．I nt

8、 h i sw a y , w e e o u l d n o t o n l yg e t t h e e x a c ts o l u t i o no f t h e f u l lf l o w —f i e l d ，b u ta l s os a v et i m e i nc a l c u l a t i o n ．B a s i n go nt h es t e a d yf l O W , t h ee v o l

9、u t i o no f 2 - DT - S d i s t u r b a n c e si ns u p e r s o n i cs h a r p c o n eb o u n d a r y l a y e r sw i t l l t h e o n c o m i n gf l o w o fM a c hn u m b e r5 ．2 9 a n ds e m i —a n g l e 1 0 。w a si n v

10、e s t i g a t e db yd i r e c tn u m e r i c a l s i m u l a t i o n ( D N S ) ．T h em a i nc o n t e n t s a n d c o n c l u s i o n s a r e a sf o l l o w s ：1 ． A l t h o u g ht h e n o r m a lv e l o c i t yv a l u e

11、 i nt h es h a r p c o n eb o u n d a r y l a y e rW a sn o t s m a l l ，w h e n as m a l l a m p l i t u d ed i s t u r b a n c eW a si n t r o d u c e d a t t h ee n t r a n c e o f t h e c o m p u t a t i o n a l d o

12、m a i n ，t h e a m p l i t u d e a n d p h a s e o fd i s t u r b a n c ew a v e d u r i n gt h ee v o l u t i o nw o u l da g r e ew e l l w i t ht h er e s u l t so b t a i n e db y t h el i n e a rs t a b i l i t y t

13、h e o r y ( L S T ) ，w h i c hs u p p o s e d t h ef l o w w a sp a r a l l e l ．T h i sm e a n s a l t h o u g h t h en o r m a lv e l o c i t y i sn o ts m a l li nt h eb a s i cf l o wo f t h es u p e r s o n i cc o m

14、 p r e s s i b l es h a r pc o n eb o u n d a r yl a y e r , f o rs m a l ls e m i —a n g l e ，L S TC a n s t i l lb e u s e d ．2 ． W h e nt h e v a l u eo ft h e d i s t u r b a n c e s a m p l i t u d e e n l a r g e d

15、 ，t h e h a r m o n i cw a v e so c c u r e dw i t h t h e e f f e c to fn o n l i n e a r ．T h e a m p l i f i e dr a t e o ft h ed i s t u r b a n c e W a sf a rl e s st h a n t h eL S T ’S ，a n d t h ep r o f i l eo f

16、 t h e d i s t u r b a n c e sW a s d i f f e r e n tf r o m t h es m a l lo n e ．3 ． W h e n t h e a m p l i t u d eg r o w s u p t oa b o u t O ．1 2 ．s h o c k l e t sw o u l d g e n e r a t e ．T h ev e l o c i t yo f