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三维平面超声速剪切层失稳结构和混合增强的数值模拟

沈清  袁湘江  张涵信  
【摘要】:本文采用直接数值模拟方法对Mc=0.5的三维平面超声速自由剪切层进行了计算。文中采用三阶精度的有限差分方法求解了Navier-Stokes方程。首先,对二维扰动波的传播进行了模拟,对其失稳特性进行了分析,发现流动可自然调制出一个非常弱的三维波。将该三维波以亚谐频率附加在原二维波上,可以发现剪切层的失稳过程被极大地增强了。可以明显地观察到,剪切层的失稳结构发展出强度迅速增加的后掠涡结构,这个方法对于混合增强非常有效。该计算还表明,对于超声速平面混合层,二维和三维干扰方法可产生完全不同的失稳过程。

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