不同来流条件下的粗糙元诱导边界层转捩研究

来源 :第九届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户：hong2007quan

【摘要】

：

本文采用直接数值模拟方法,对钻石型粗糙元诱导的超声速边界层转捩进行了研究,该实验在NASA超声速低湍流度风洞(SLDT)中进行,来流马赫数为3.5,噪声度小于0.5％.数值模拟的粗糙元下游增长最快的扰动波发展和形态分布与实验吻合良好,结果表明偶模态主导粗糙元下游的边界层转捩.本文还研究了在相同来流噪声度条件下,不同的来流噪声频谱分布对粗糙元诱导转捩的影响规律.

【作者】

：

段志伟肖志祥

【机构】

：

清华大学航天航空学院,北京,100084

【出处】

：

第九届全国流体力学学术会议

【发表日期】

：

2016年10期

【关键词】

：

边界层转捩粗糙元来流噪声直接数值模拟

下载到本地 , 更方便阅读

下载此文赞助VIP

声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架

论文部分内容阅读

其他文献

不同强度等级等温淬火球墨铸铁的超高周疲劳行为

利用旋转弯曲试验机研究了两种强度等级等温淬火球墨铸铁(ADI)的超高周疲劳行为，并利用扫描电镜(SEM)对断口进行观察.结果表明：两种材料的S-N曲线均表现为典型的阶梯状曲线，循环周次达到109次后均未出现传统疲劳极限.疲劳强度方面，具有上/下贝氏体混合组织的ADI略高于仅具有上贝氏体组织的ADI.断口观察表明，两种材料超高周阶段疲劳裂纹均起源于材料内部的缩孔或石墨球，并且部分断口缺陷周围可明显

会议

等温淬火球墨铸铁超高周疲劳碳含量应力场强度因子范围

钛合金显微组织对于超声疲劳性能的影响

随着时代的发展,在航空航天领域对材料的性能、可靠性的要求越来越高.对于航空航天材料的超高周疲劳研究变得越来越重要.钛合金因其优异的性能,在航空航天领域已成为应用最广泛的材料之一,因此研究钛合金的超高周疲劳行为是非常有必要的.本论文主要研究钛合金的网篮尺寸对于超声疲劳行为的影响.本实验所采用的仪器是岛津USF-2000超声疲劳试验机,加载频率为20kHz.使用的材料是包含两种网篮尺寸(60um与40

会议

钛合金超声疲劳显微组织网篮尺寸

微小表面缺陷对高强钢超高周疲劳的影响

现有的研究表明，直径10微米量级的夹杂是高强钢超高周疲劳裂纹起源的主要诱因之一。在实际应用中，加工以及磨损造成的微小表面缺陷，其尺寸往往达到或超过这一量级，即构件表面缺陷对疲劳裂纹萌生和疲劳寿命将有显著影响。因此，研究表面微小缺陷对高强钢超高周疲劳的影响具有重要的意义。本文对一种高强度车轴钢进行了超高周疲劳实验研究，通过显微硬度计压坑法和钻孔的方法在试样表面引入了不同的表面缺陷。实验结果表明，小于

会议

高强钢超高周疲劳表面缺陷微观观察

壁面局部粗糙作用下后掠平板边界层内的感受性问题

层流向湍流转捩的预测与控制一直是流体力学中研究的前沿课题之一，其中感受性阶段为边界层流中的转捩过程提供了初始条件，它决定着湍流形成和发展的物理机制。到目前为止，三维边界层内感受性问题的数值和理论研究都要比二维边界层内感受性问题的研究少很多；而且，在自然界和实际工程问题中绝大部分的转捩过程都是发生在三维边界层流中，所以研究三维边界层内的感受性问题是相当重要的。

会议

感受性后掠平板壁面局部粗糙

自由来流湍流作用下后掠平板边界层内的感受性问题

在边界层流中的感受性问题一直是层流向湍流转捩研究的热点问题之一，而真实的转捩过程大多发生在三维边界层流中；后掠平板边界层是一种典型的三维边界层，研究其感受性过程具有相当重要的理论意义和实际价值。

会议

感受性后掠平板自由来流湍流

非线性潮汐

本文研究了非线性惯性力对潮汐响应的作用，发现非线性可以抑共振附近的制潮汐响应和潮汐耗散，指出以前的线性计算高估了潮汐耗散。该结果对理解双星系统的演化有帮助。

会议

潮汐共振惯性波

顶面薄液膜的稳定性与控制

附于顶面的粘性薄液膜在重力和表面张力作用下存在瑞利-泰勒不稳定性问题。由线性稳定性理论可知，当Bond数大于临界值时液膜会失稳产生悬垂液滴，而液滴的准稳态演化可最终滴落。采用VOF方法对二维液膜的数值模拟显示，即便当Bond数小于临界值，大幅值扰动仍会使液膜失稳产生悬垂液滴。本文通过优化顶面边界条件和数值实验，在超临界和大扰动幅值情况下得到了稳态液膜，实现了阻止液膜失稳滴落的目的。

会议

液膜瑞利-泰勒不稳定性表面张力

凹腔隔板的超声速混合层的掺混特性及机理研究

火箭基组合循环发动机(RBCC)具有火箭发动机高推重比和吸气式冲压发动机高比冲的优势，是未来可重复使用的空天运输和临近空间高超声速飞行的动力解决装置之一。在RBCC发动机中，空气来流与燃气在燃烧室的驻留时间极短，如何快速高效混合对于提高燃烧效率至关重要。针对超声速混合层掺混效率低的问题，提出了利用凹腔的自激振荡特性作为外加激励来增强混合的方法。

会议

超声速混合层混合增强凹腔动量厚度自激振荡压力脉动流

转捩过程的动态模态分解分析

在涉及流动的很多工程应用中，全面理解流动结构变化和不稳定机制至关重要。然而在大多数数值模拟和物理试验中，对壁湍流的形成过程进行精确分析，量化地提取湍流结构非常困难。采用基于线化Navier-Stokes方程的小扰动稳定性分析在进行稳定性分析和相干结构研究时，需要计算大型矩阵的逆和及其特征值。从转捩前期到完全发展湍流区流动中非线性相互作用很关键，而基于传统的线性稳定性理论无法进行相应的稳定性分析。

会议

转捩动态模态分解稳定性平板附面层

大洋环流混合率的实验室研究

全球大洋环流的混合率一直以来都是海洋研究的重点，因为它的大小是控制海洋环流强弱的关键因素，进而解释大洋环流的驱动机制。本文通过实验室模型水平温差驱动的热对流(简称水平对流)来模拟纯粹海表温差驱动下的大洋环流。通过改变不同的表面热驱动强度Ra以及宽高比Γ，寻找到一个重要的普适的参量：修正深度比η，定义为表面温度边界层(海洋表面温跃层)厚度除以对流水槽(海水)的深度，再除以表热比(表面加热/冷却面积占

会议

大洋环流水平对流混合率极向热传输修正深度比

不同来流条件下的粗糙元诱导边界层转捩研究

与本文相关的学术论文