超声速混合层转捩过程实验研究进展

【摘要】：超声速湍流机理的实验研究是一件十分困难的工作。在2000年以来,为了研究超声速混合层及其气动光学问题,本研究小组在以下两个方面的研究中取得了进展:一是低噪声的超声速混合层风洞研究,二是超声速流动精细结构测量和显示技术的研究。这两方面研究的进展,给超声速混合层湍流精细结构的研究奠定了基础。在研制的超声速混合层风洞中,以基于纳米技术的平面激光散射技术(NPLS)为基础,研究了超声速混合层从层流到湍流转捩过程K—H不稳定涡的空间结构,以及K—H不稳定涡的空间结构随着时间的发展过程。实验结果清晰地反映了湍流混合的不稳定性与转捩的精细结构,以及转捩过程的展向精细结构。从实验图像可以得到K—H不稳定涡的空间尺度和涡的波长,同时可以看出,超声速混合层湍流的K—H不稳定涡的结构整体向下游快速前进,本身变形速度相对较慢的规律。观察到超声速混合层转捩过程展向"羊角涡"结构。