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超声速自由剪切层二次失稳过程的数值模拟

沈清  袁湘江  张涵信  
【摘要】:本文采用时、空方向均为三阶精度的有限差分方法求解Navier-Stokes方程,计算了Mc=0.5的三维平面超声速自由剪切层的基本流场。通过在剪切层的上游入口处引入二维扰动波,模拟了该扰动波在时空上演化的物理过程的失稳过程。从结果中可以清楚的看到二维波的增长、横向失稳、继而产生三维波以及最后形成流向涡结构的整个过程。尤其是自由剪切层中二维波失稳可以诱发出三维波,并且,该三维波的增长率远比二维波增长率快得多,其幅值很快超过二维波,最后形成λ涡结构,呈现出明显的二次失稳特征。

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