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题名有攻角圆锥边界层横流失稳分析
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作者
刘姝怡
陈曦
万兵兵
陈坚强
黄刚雷
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机构
空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
北大核心
2025年第2期86-95,I0002,共11页
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基金
国家自然科学基金(12372225,12202477)。
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文摘
横流失稳是复杂三维边界层转捩的主要机制之一。针对马赫数6条件下常规风洞实验工况的6°攻角尖锥边界层,利用二维全局稳定性分析(two-dimensional global stability analysis,BiGlobal)方法和面推进抛物化稳定性方程(threedimensional parabolized stability equations,PSE3D)从多维稳定性分析的角度开展了横流失稳分析,并与一维线性稳定性理论(linear stability theory,LST)和直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS)结果进行对比。结果显示,横流模态主要分布在背风面,但随着幅值的增长,模态扰动仍可显著影响迎风面区域;非定常横流模态比准定常横流模态更不稳定,且波角更小;相较于BiGlobal,基于PSE3D得到的N值略低,但两者主频相近,表明非平行效应削弱了横流扰动的增长,但并不改变扰动主频;基于LST的N值远大于全局稳定性分析得到的N值,一方面体现了两种方法对扰动增长定义的差异,另一方面也反映了三维效应的影响,因此不同的稳定性分析方法对确定转捩的N值影响显著。
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关键词
边界层转捩
横流失稳
稳定性分析
有攻角圆锥
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Keywords
boundary layer transition
crossflow instability
stability analysis
yawed cone
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分类号
O35
[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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