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三维可压缩边界层计算及其稳定性研究

朱国祥  
【摘要】: 本文首先求解了非正交曲线坐标系下的三维可压缩边界层方程,在求解过程中,通过修改矢量流函数关系式、将壁面法向速度转变为边界层控制方程的一个可调参数,消除了边界条件与方程未知参量之间的非线性藕合;发展了一种横向分段推进数值技术,可以用于计算横流速度在横向多次反号的复杂边界层流动。用上述方法研究了抽吸控制对机身边界层多种参数的影响,同时也计算了自然层流机翼的边界层流动,为稳定性分析提供了所需的平均流。其次本文将抛物化稳定性方程的思想应用到三维可压缩边界层流动中,用不同于现有的方法,将推导与程序设计综合考虑,独立推导出了三维非正交曲线坐标系下的不可压与可压缩流动稳定性控制方程,用计算机实现了该流动稳定性方程的求解。在数值方法方面,对法向网格变换公式、全局法中的Rayleigh商逆迭代法等进行了一定的改进。最后以自然层流机翼为例,计算分析了机翼边界层流动的若干稳定性特征。


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