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可压缩剪切层与边界层流动相互作用的稳定性研究
1
作者
祁智
刘凤君
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期306-314,共9页
为了探究可压缩剪切层与边界层组合流动稳定性规律,采用线性稳定性理论对这种组合流动的线性稳定性问题进行研究。平均流动模型取双曲正切函数描述的可压缩剪切层与可压缩相似边界层速度剖面的直接叠加。采用整体数值方法 (Global)求解...
为了探究可压缩剪切层与边界层组合流动稳定性规律,采用线性稳定性理论对这种组合流动的线性稳定性问题进行研究。平均流动模型取双曲正切函数描述的可压缩剪切层与可压缩相似边界层速度剖面的直接叠加。采用整体数值方法 (Global)求解组合流动线性稳定性方程,获得全部不稳定模态。结果表明,在这样的组合流动中,存在两个不稳定模态,一个与剪切层相关的不稳定模态,另一个是与边界层相关的不稳定模态。在此基础上,研究了剪切层与壁面之间的距离、扰动频率、雷诺数、马赫数、速度梯度、温度梯度对这种组合流动稳定性的影响。马赫数增大对不稳定模态起抑制作用,剪切层对边界层的不稳定模态的促进、抑制作用与马赫数、扰动频率有关,边界层对剪切层不稳定模态基本上起抑制作用。
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关键词
可压缩
边界
层
可压缩剪切层
组合流动
线性稳定性理论
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职称材料
可压缩自由剪切层纹影试验研究
被引量:
6
2
作者
熊红亮
袁格
+1 位作者
李潜
崔尔杰
《流体力学实验与测量》
CSCD
北大核心
2003年第2期74-77,83,共5页
利用纹影成像技术,在新近研制的超声速剪切风洞中测出了可压缩剪切层的厚度增长率曲线,并捕获了其中的瞬时涡结构。实验对流马赫数分别为0.26,0.43,0.50,0.66,纹影光源曝光时间为200μs和10ns。纹影照片显示,随着对流马赫数增加,可压缩...
利用纹影成像技术,在新近研制的超声速剪切风洞中测出了可压缩剪切层的厚度增长率曲线,并捕获了其中的瞬时涡结构。实验对流马赫数分别为0.26,0.43,0.50,0.66,纹影光源曝光时间为200μs和10ns。纹影照片显示,随着对流马赫数增加,可压缩剪切层正则化厚度增长率显著降低,当Mc>0.66时,趋近于0.2。Mc=0.26和0 43时,可压缩剪切层中大尺度结构是二维展向涡,Mc=0.5和0.66时,大尺度结构呈现三维性而且不规则。
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关键词
纹影成像技术
可压缩剪切层
厚度增长率
试验研究
超声速混合
超声速燃烧
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职称材料
二维可压缩自由剪切层的理论分析
被引量:
3
3
作者
刘君
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第3期322-325,共4页
本文从“二维可压缩自由剪切层存在相对稳定的大尺度拟序涡结构,流场应该满足什么样的条件”这样一个反问题出发,应用常微分方程奇点理论对NS方程进行了分析,维持大尺度拟序涡结构的条件是流场内有交替出现的能量不平衡点,鞍点是温度极...
本文从“二维可压缩自由剪切层存在相对稳定的大尺度拟序涡结构,流场应该满足什么样的条件”这样一个反问题出发,应用常微分方程奇点理论对NS方程进行了分析,维持大尺度拟序涡结构的条件是流场内有交替出现的能量不平衡点,鞍点是温度极大值点,结点是温度极小值点;压缩性增加抑制了结点的生成和持续,是导致可压缩自由剪切层厚度增长速度比不可压情况变小的机理;得到的结论可以合理解释现有的物理现象。其次,对于目前研究可压缩自由剪切层广泛应用的对流马赫数进行讨论,认为在建立过程中采用鞍点是压力极大值点假设条件不合理,得出的公式不能反映介质特性,本文采用鞍点是温度极大值点作为假设条件,提出新的求解对流马赫数的公式。根据流动机理分析,提出通过在流场内建立交替出现的鞍点和结点,触发大尺度拟序涡结构,解决超燃冲压发动机混合问题;理论上给出大尺度拟序涡结构频率条件。
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关键词
可压缩
自由
剪切
层
对流马赫数
理论研究
超燃冲压发动机
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职称材料
超声速平面剪切层声辐射涡模态数值分析
被引量:
8
4
作者
沈清
王强
庄逢甘
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第1期7-14,共8页
对Mc=1.2二维超声速空间发展平面自由剪切层,进行了扰动模态及流动结构的数值分析.采用时空三阶改进MacCormack格式,差分求解可压缩扰动Navier-Stokes方程,直接数值模拟入口不同基频谐波扰动的非线性演化特征.采用空间线性稳定性理...
对Mc=1.2二维超声速空间发展平面自由剪切层,进行了扰动模态及流动结构的数值分析.采用时空三阶改进MacCormack格式,差分求解可压缩扰动Navier-Stokes方程,直接数值模拟入口不同基频谐波扰动的非线性演化特征.采用空间线性稳定性理论证明,计算所促发的扰动波是声辐射涡模态.扰动参数及特征函数分析显示,声辐射涡模态是弱色散的快/慢两种外部模态,在扰动对流Mach数为超声速一侧呈膨胀/压缩状辐射.单频受迫扰动可无相差地促发多模态混合扰动波,而在自然扰动条件下,剪切层的稳定性受慢模态主导.
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关键词
可压缩剪切层
线性稳定性
超声速模态
特征函数
直接数值模拟
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职称材料
可压缩自由剪切流混合转捩大涡模拟
被引量:
5
5
作者
潘宏禄
史可天
马汉东
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期745-750,共6页
针对湍流气动光学效应与冲压发动机气体混合机理问题,开展了可压缩混合层流动空间模式大涡模拟和时间模式直接数值模拟研究。通过对流场(包含亚/亚混合、超/亚混合两种情况)失稳、转捩直至完全湍流的空间发展过程的研究表明,对流Mach数...
针对湍流气动光学效应与冲压发动机气体混合机理问题,开展了可压缩混合层流动空间模式大涡模拟和时间模式直接数值模拟研究。通过对流场(包含亚/亚混合、超/亚混合两种情况)失稳、转捩直至完全湍流的空间发展过程的研究表明,对流Mach数0.4状态下流场失稳以二维最不稳定扰动为主;非线性发展中,基频涡对并及展向涡撕裂主控流动转捩,流场发生混合转捩;转捩后脉动流场基本达到局部各向同性,此时,湍流Mach数低于0.3,流动压缩性可近似忽略。
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关键词
转捩
湍流
可压缩剪切层
大涡模拟
直接数值模拟
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职称材料
DNS/LES方法在剪切湍流模拟中的应用
被引量:
5
6
作者
潘宏禄
史可天
马汉东
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第4期444-450,共7页
提出采用DNS/LES混合方法进行自由剪切类混合流动湍流研究,该方法兼顾了直接数值模拟(DNS)方法在转捩线性范围内的高精确度模拟和大涡模拟(LES)方法在转捩非线性及全湍流区的高效模拟两方面优点,通过对低对流Mach数流场计算表明该方法...
提出采用DNS/LES混合方法进行自由剪切类混合流动湍流研究,该方法兼顾了直接数值模拟(DNS)方法在转捩线性范围内的高精确度模拟和大涡模拟(LES)方法在转捩非线性及全湍流区的高效模拟两方面优点,通过对低对流Mach数流场计算表明该方法可以较好地模拟流场的转捩过程。同时,文中还对比实验分析了湍流场对光学传输效应的影响,给出了与实验一致的结论。
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关键词
转捩
湍流
可压缩剪切层
大涡模拟
直接数值模拟
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职称材料
题名
可压缩剪切层与边界层流动相互作用的稳定性研究
1
作者
祁智
刘凤君
机构
北京动力机械研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期306-314,共9页
文摘
为了探究可压缩剪切层与边界层组合流动稳定性规律,采用线性稳定性理论对这种组合流动的线性稳定性问题进行研究。平均流动模型取双曲正切函数描述的可压缩剪切层与可压缩相似边界层速度剖面的直接叠加。采用整体数值方法 (Global)求解组合流动线性稳定性方程,获得全部不稳定模态。结果表明,在这样的组合流动中,存在两个不稳定模态,一个与剪切层相关的不稳定模态,另一个是与边界层相关的不稳定模态。在此基础上,研究了剪切层与壁面之间的距离、扰动频率、雷诺数、马赫数、速度梯度、温度梯度对这种组合流动稳定性的影响。马赫数增大对不稳定模态起抑制作用,剪切层对边界层的不稳定模态的促进、抑制作用与马赫数、扰动频率有关,边界层对剪切层不稳定模态基本上起抑制作用。
关键词
可压缩
边界
层
可压缩剪切层
组合流动
线性稳定性理论
Keywords
Compressible boundary layer
Compressible shear layer
Confluent layers
Linear stability theory
分类号
O354.3 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
可压缩自由剪切层纹影试验研究
被引量:
6
2
作者
熊红亮
袁格
李潜
崔尔杰
机构
北京空气动力研究所
出处
《流体力学实验与测量》
CSCD
北大核心
2003年第2期74-77,83,共5页
基金
国家科技部九五攀登计划预选项目
文摘
利用纹影成像技术,在新近研制的超声速剪切风洞中测出了可压缩剪切层的厚度增长率曲线,并捕获了其中的瞬时涡结构。实验对流马赫数分别为0.26,0.43,0.50,0.66,纹影光源曝光时间为200μs和10ns。纹影照片显示,随着对流马赫数增加,可压缩剪切层正则化厚度增长率显著降低,当Mc>0.66时,趋近于0.2。Mc=0.26和0 43时,可压缩剪切层中大尺度结构是二维展向涡,Mc=0.5和0.66时,大尺度结构呈现三维性而且不规则。
关键词
纹影成像技术
可压缩剪切层
厚度增长率
试验研究
超声速混合
超声速燃烧
Keywords
compressible shear layer
spreading rates
large scale structure
分类号
V211.14 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
二维可压缩自由剪切层的理论分析
被引量:
3
3
作者
刘君
机构
国防科技大学航天与材料工程学院
出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005年第3期322-325,共4页
文摘
本文从“二维可压缩自由剪切层存在相对稳定的大尺度拟序涡结构,流场应该满足什么样的条件”这样一个反问题出发,应用常微分方程奇点理论对NS方程进行了分析,维持大尺度拟序涡结构的条件是流场内有交替出现的能量不平衡点,鞍点是温度极大值点,结点是温度极小值点;压缩性增加抑制了结点的生成和持续,是导致可压缩自由剪切层厚度增长速度比不可压情况变小的机理;得到的结论可以合理解释现有的物理现象。其次,对于目前研究可压缩自由剪切层广泛应用的对流马赫数进行讨论,认为在建立过程中采用鞍点是压力极大值点假设条件不合理,得出的公式不能反映介质特性,本文采用鞍点是温度极大值点作为假设条件,提出新的求解对流马赫数的公式。根据流动机理分析,提出通过在流场内建立交替出现的鞍点和结点,触发大尺度拟序涡结构,解决超燃冲压发动机混合问题;理论上给出大尺度拟序涡结构频率条件。
关键词
可压缩
自由
剪切
层
对流马赫数
理论研究
超燃冲压发动机
Keywords
compressible free shear layers
convective Mach number
theoretical analyses
scramjet
分类号
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
超声速平面剪切层声辐射涡模态数值分析
被引量:
8
4
作者
沈清
王强
庄逢甘
机构
航天空气动力技术研究院
出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第1期7-14,共8页
基金
国家自然科学基金(90305014
90205033)
国家安全重大基础研究(51324)资助项目.~~
文摘
对Mc=1.2二维超声速空间发展平面自由剪切层,进行了扰动模态及流动结构的数值分析.采用时空三阶改进MacCormack格式,差分求解可压缩扰动Navier-Stokes方程,直接数值模拟入口不同基频谐波扰动的非线性演化特征.采用空间线性稳定性理论证明,计算所促发的扰动波是声辐射涡模态.扰动参数及特征函数分析显示,声辐射涡模态是弱色散的快/慢两种外部模态,在扰动对流Mach数为超声速一侧呈膨胀/压缩状辐射.单频受迫扰动可无相差地促发多模态混合扰动波,而在自然扰动条件下,剪切层的稳定性受慢模态主导.
关键词
可压缩剪切层
线性稳定性
超声速模态
特征函数
直接数值模拟
Keywords
compressible shear layer, linear stability, supersonic mode, eigenfunction, direct numerical simulation
分类号
O357.52 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
可压缩自由剪切流混合转捩大涡模拟
被引量:
5
5
作者
潘宏禄
史可天
马汉东
机构
航天空气动力技术研究院
出处
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009年第5期745-750,共6页
文摘
针对湍流气动光学效应与冲压发动机气体混合机理问题,开展了可压缩混合层流动空间模式大涡模拟和时间模式直接数值模拟研究。通过对流场(包含亚/亚混合、超/亚混合两种情况)失稳、转捩直至完全湍流的空间发展过程的研究表明,对流Mach数0.4状态下流场失稳以二维最不稳定扰动为主;非线性发展中,基频涡对并及展向涡撕裂主控流动转捩,流场发生混合转捩;转捩后脉动流场基本达到局部各向同性,此时,湍流Mach数低于0.3,流动压缩性可近似忽略。
关键词
转捩
湍流
可压缩剪切层
大涡模拟
直接数值模拟
Keywords
transition
turbulence
compressible mixing layer
large eddy simulation
direct numerical simulation
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
DNS/LES方法在剪切湍流模拟中的应用
被引量:
5
6
作者
潘宏禄
史可天
马汉东
机构
中国航天空气动力研究院
出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第4期444-450,共7页
文摘
提出采用DNS/LES混合方法进行自由剪切类混合流动湍流研究,该方法兼顾了直接数值模拟(DNS)方法在转捩线性范围内的高精确度模拟和大涡模拟(LES)方法在转捩非线性及全湍流区的高效模拟两方面优点,通过对低对流Mach数流场计算表明该方法可以较好地模拟流场的转捩过程。同时,文中还对比实验分析了湍流场对光学传输效应的影响,给出了与实验一致的结论。
关键词
转捩
湍流
可压缩剪切层
大涡模拟
直接数值模拟
Keywords
transition
turbulence
compressible mixing layer
large eddy simulation
direct numerical simulation
分类号
O357.5 [理学—流体力学]
V211.3 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可压缩剪切层与边界层流动相互作用的稳定性研究
祁智
刘凤君
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
0
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职称材料
2
可压缩自由剪切层纹影试验研究
熊红亮
袁格
李潜
崔尔杰
《流体力学实验与测量》
CSCD
北大核心
2003
6
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职称材料
3
二维可压缩自由剪切层的理论分析
刘君
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2005
3
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职称材料
4
超声速平面剪切层声辐射涡模态数值分析
沈清
王强
庄逢甘
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007
8
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职称材料
5
可压缩自由剪切流混合转捩大涡模拟
潘宏禄
史可天
马汉东
《计算力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2009
5
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职称材料
6
DNS/LES方法在剪切湍流模拟中的应用
潘宏禄
史可天
马汉东
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009
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职称材料
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