基于NPLS的超声速层流/湍流后台阶流动精细结构研究

• 作者: 何霖 易仕和 朱杨柱 田立丰 陈植
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 超声速后台阶 NPLS 精细结构 层流 湍流
• 年，卷（期）: 2011,（36）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 3057-3063
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/sl1434-011-4888-y

摘要

在Ma=3.0低噪声、吸气式超声速风洞中,对台阶高度h=5 mm的超声速后台阶流场进行了精细结构测量.通过改变台阶上游壁面的表面粗糙度,实现了超声速层流、湍流两种后台阶流动.采用NPLS技术对流场整体结构的时空演化特性以及4个局部典型区域的细节结构等方面进行了实验研究.瞬态流场揭示了扇形膨胀波系、再附激波、超声速边界层及其分离、再附和恢复等结构的空间特征.通过比较时间平均的结果,可知超声速湍流后台阶流动分离后的膨胀角较大、回流区的长度相对更短,而再附后重新发展的边界层厚度以较小的倾角增长,但两种流动的再附激波角度大致相同.在时间演化上,超声速层流后台阶流动主要表现为K-H涡结构的变形受剪切、膨胀、再附以及三维效应等影响；而湍流后台阶流动则主要表现为大尺度结构在再附点前后受膨胀、黏性以及再附后逆压梯度的作用而倾斜和变形.对局部区域的研究表明,在超声速层流后台阶流场中微弱压缩波与当地对流马赫数和K-H涡结构的诱导作用有关,并且在下游汇聚成再附激波的现象明显;而湍流后台阶流场中则未有明显的压缩波和K-H涡结构,其再附激波的形成主要与壁面的压缩效应有关.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	田立丰		14	50	3.0	7.0
2	易仕和		32	163	7.0	12.0
3	何霖		24	91	5.0	9.0
4	陈植		5	17	1.0	4.0
5	朱杨柱		5	28	3.0	5.0