入流激励下可压缩剪切层中Kelvin-Helmholtz涡的响应特性

• 作者: 姚霄 张冬冬 谭建国
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 可压缩剪切层 入流激励 Kelvin-Helmholtz涡 生长特性
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 140-151
• 页数: 12页
• 字数: 8499字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20190681

摘要

通过直接数值求解Navier-Stokes方程,研究了入流激励下可压缩剪切层中Kelvin-Helmholtz(KH)涡结构的响应特性,结果清晰地展示了KH涡的独特演化方式.基于流动可视化数据,采用两点相关性分析获得了流场拟序结构的空间尺寸和结构角分布.通过分析不同激励频率下涡结构的动态特性,揭示了入流激励下可压缩剪切层中KH涡结构的独特演化机理.研究结果表明,低频入流激励(f=5 kHz)下KH涡尺寸在远场区域达到饱和后呈现锁频状态,KH涡量厚度稳定在12—14 mm之间;与自由剪切层涡结构通过配对合并的方式实现生长的机理不同,低频入流激励下剪切层的发展是通过中间涡核顺时针吞噬KH不稳定波诱导的一串外围小涡结构来实现生长.此外,针对高频激励(f=20 kHz)下的剪切层流动,研究了涡结构特性和入流激励参数之间的定量关系,发现均匀分布涡结构的尺寸近似等于对流速度与入流激励频率之比.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	谭建国	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	44	120	5.0	9.0
2	姚霄	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	2	2	1.0	1.0
3	张冬冬	国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点实验室	1	0	0.0	0.0