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《第十届全国计算流体力学会议论文集》 2000年
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Mc=0.5的时间发展与超声速空间发展剪切流动的旋涡合并

李沁  张涵信  高树椿  
【摘要】:本文采用四阶精度的频谱关系保持格式和基于特征的边界处理方法,对对流马赫数为0.5的时间发展与超声速空间发展剪切流动的旋涡合并进行了数值模拟,在时间问题中,分别讨论了计算区域包含两个(两周期)和三个(三周期)初始扰动的情形。对两周期流动,扰动的非线性演化为旋涡对并。对三周期时间发展剪切流动,压力等值线采取了先是中间的压力极小值中心消失,然后剩下的两个极小值中心合并成一个极大值中心的方式。初始的三个旋涡合并成一个大的旋涡。因此对于采用不同的周期数时间发展的亚音速剪切层,其后期演化可能截然不同,对Mc=0.5的超声速空间发展剪切流动(快速和慢速流动马赫数分别为M1=2.1,M2=1.1)来说,在入口添加基频((?))和谐波(1/2(?))扰动,流动很快出现双涡对并;在入口添加基频((?))和1/3(?)或2/3(?)频率扰动,不稳定结构的非线性演化方式为:两个相邻的小涡先合并成一个较大的涡,这个较大的涡与其左边的小涡合并成一个更大的涡,计算并未出现时间发展剪切流动中的三涡合并方式。研究表明亚谐共振仅是旋涡合并的机制之一,同时复杂的时间模式的流态演化方式在对应的空间模式中并不一定存在。

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