文档介绍：④天洋大誊博士学位论文置■■钿黑胃曩再啊啊在可压缩边界层中扰动演化和奇速边界层二次失稳中的应用超学科专业:~级学科:作者姓名:指导教师:天津大学研究生院年力学
中文摘要关键词:抛物化稳定性方程有限幅值的第一模态和第二模态玈波,用非线性抛物化稳定性方程得到的扰最大放大率仍远小于最不稳定的第二模态二维ǖ姆糯舐省P状耍问本文用抛物化稳定性方程研究可压缩甲板边界层中扰动演化。首先推导性和非线性抛物化稳定性方程。在此基础之上,片咝訮研究了’町压缩边界层中小扰动的演化,及基本流的非平行性对可压缩边界层中性曲线的影响;然后用非线性芯苛丝裳顾醣呓绮阒杏邢薹等哦难莼⒂隓结果做了对比,证实了结果的可靠性;最后以非线性9ぞ哐芯苛顺羲俦呓绮愣次失稳问题。共得到以下结果:匀值湫托∪哦囱且羲俦呓绮阒蠺波、超音速边界层中第一模态和第二模态猄波,在大雷诺数情况下,用线性抛物化稳定性方程在平行流和非平行流中得到的扰动线性演化均与线性稳定性理论所得很接近。褂孟咝耘孜锘榷ㄐ苑匠萄罢铱裳顾醣呓绮阒卸∪哦闹行郧撸并与空间模式线性稳定性理论所得进行比较,发现非平行性对中性曲线的影响。无论是在亚音速还是超音速边界层中,非平行性的影响在临界雷诺数处比较明显,具体是一使得临界雷诺数变小,二使得临界雷诺数处增长扰动的频率范围变得更大。在大雷诺数处,由于流动近似平行,非平行性对边界层稳定性的影响很弱。匀值湫腿哦囱且羲俦呓绮阒械挠邢薹礣波、超音速边界层中动演化均与空间模式直接数值模拟所得基本一致,包括平均流修正、基本扰动和高次谐波的幅值大小和剖面形状。因而非线性捎靡匝芯靠裳顾醣呓绮隳的有限幅值扰动演化。梅窍咝訮方法研究马赫数的超音速边界层中的二次失稳机制。结果显示,不论基本波足第一模态还足第二模态的ǎ问然贫计鹱饔谩三维亚谐波的放大率随其展向波数和二维基本波幅值的变化关系与不可压缩边界层中所得类似。但是,即使二维基本波的幅值大剑サ牧考叮切巢ǖ,应该是导致超音速边界层转捩的主要因素。可压缩平板边界层中性曲线线性稳定性理论商接数值模拟二次失稳亚谐波
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周汜学位论文作者签名:绋历砜签字日期:脯年耙蝗⋯一虢弓侈小哦新虢学位论文版权使用授权书独创性声明签字同期:矽迥辏耈~日签字日期:。驴年/月膨日或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁鲞盘堂或其他教育机构的学位或证叁盗盘堂特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得
第一章绪论转捩、感受性和线性稳定性理论.^用对不叮压缩楷道流做了研究,黄章峰等】和曾伟等【‘勘碪对可压缩边界层做了研转捩的颅测是流体力学中的一个重要的理论和实际问题。在发展航空航大技术的过程中,挠τ迷嚼丛蕉啵苍嚼丛街匾!的发展很快,它的很多理论和实际问题已得到解决,但湍流计算和转捩预测则仍然是制约步发展和应用的两人难题。本义将用抛物化稳定性方程研究可压缩边界层中的扰动演化以及超音速边界层二次失稳问题,这将有勘于更深入地认识转捩问题。通常认为,边界层内层流到湍流的转捩经历如下几个过程:首先,边界层外的扰动激发了边界层的扰动,这一过程称为边界层的感受性;如果激发出的扰动是小扰动,而又是不稳定的小扰动,则它将经历线性放大,这一过程可用线性稳定性理论描述;当扰动幅值大到一定程度,非线性机制就开始起作用,并激发出更多的扰动,最终导致流动变为湍流。卜克氲亩问然疲褪一种非线性机制。一般认为它是转捩过程中的一种重要机制。转捩是流体力学中的一个重要问题。年通过实验证实圆管流动存在层流和湍流两种不同的流态,它们的性质大不相同。后来发现边界层中也存在这两种流态。两种状态下的摩擦阻力、热传导、及边界层厚度增长等都不一样。对钝体或以大攻角运动的物体来说,流动的分离位置受边界层是层流还是湍流的影响,这又间接地影响到气动力。对发动机燃烧室内部的流动来说,湍流状态下燃料与空气的混合更充分,转捩位置对燃烧效率有重要影响。可见转捩问题不但对认识自然界流动的物理本质有着重要的理论价值,而且在程技术中还具有很重要的实际意义,所以它一直吸引着人们的研究兴趣。对丁转捩中层流突变为湍流的机理的研究已取得了一些成果。王新军等究。他们的结果都农明,层流剖面得以快速转变为湍流剖面的机理在于扰动增长后,对平均剖面进