壁面局部吹吸边界层感受性的数值研究

作     者：陆昌根 沈露予 Lu Chang-Gen;Shen Lu-Yu

作者机构：南京信息工程大学海洋科学学院南京210044 南京信息工程大学大气科学学院南京210044 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11172143) 江苏省研究生创新计划(批准号:CXZZ130518) 江苏高校优势学科建设工程资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第22期

页      码：314-322页

摘      要：目前理论、实验以及数值模拟主要研究自由来流中的小扰动与壁面局部粗糙相互作用激发边界层感受性问题.但是,针对自由来流湍流与壁面局部吹吸相互作用诱导边界层感受性的相关报道甚少.本文采用直接数值模拟和快速傅里叶变换的方法,数值研究了二维平板壁面具有局部吹吸的边界层感受性问题.结果发现,在二维边界层内能找到一组被激发产生的Tollmien-Schlichting(T-S)波波包的包络序列以及从波包中能够分离出一组稳定的、中性的和不稳定的T-S波,证明了二维边界层内感受性现象的存在性.经数值计算获得了T-S波波包传播的群速度;并建立了自由来流湍流强度、壁面局部吹吸强度和长度与二维边界层感受性之间的关系,获得了与Dietz感受性实验相类似的结论.另外,还发现在自由来流湍流与壁面局部吹、吸相互作用下能诱导二维边界层内产生相位相反的T-S波.依据这一理论机理来优化设计局部吹吸装置,不但能促使层流向湍流转捩的提前,也可以延迟转捩过程的发生,达到控制湍流运动的目的.

主 题 词：感受性 壁面局部吹吸 Tollmien-Schlichting波 

学科分类：080704[080704] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.64.224702

馆 藏 号：203726870...