局部散射理论在高超声速边界层转捩预测中应用的检验

摘要：

eN方法是物理意义明确的转捩预测方法之一,但它无法考虑边界层中的局部突变(如粗糙元、缝隙、台阶等)对转捩的影响.而后者在飞行器表面经常出现.近期发展的局部散射理论框架提供了该问题的有效解决途径.该理论框架从转捩的物理机理出发,定量刻画局部感受性和线性模态的局部散射两个机制,并用参数化的感受性系数和透射系数修正转捩判据.为了验证该理论框架的有效性,设计了一套高超声速边界层的直接数值模拟方案:分别在光滑壁与粗糙壁两种工况下引入相同的初始失稳模态,计算它们触发转捩的过程,并定量考察粗糙元对转捩的影响.数值模拟结果与描述线性模态局部散射机制的理论预测吻合很好.

关键词：高超声速边界层;转捩预测;线性稳定性理论;局部散射理论

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分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：本文受到国家自然科学基金的资助U20B2003,11772224

在线出版日期：2021-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：364-375