收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超音速平板边界层从层流到湍流的转捩机理及湍流特性

黄章峰  
【摘要】: 本文采用直接数值模拟(DNS)的方法,模拟了来流Mach数为4.5的超音速平板边界层的转捩过程及充分发展的湍流,研究了超音速平板边界层转捩过程中breakdown的根本机理和充分发展湍流的若干重要特性,探讨了利用时间模式直接数值模拟(TDNS)结果作为空间模式直接数值模拟(SDNS)的入口条件的方法,得出了以下结论: 1.层流-湍流转捩的breakdown过程中,扰动能量得以快速增长,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,对平均剖面进行的修正导致了其稳定性特征的显著变化。第一模态扰动波的不稳定区及最大放大率迅速增长,而第二模态扰动波的不稳定区则减小乃至消失。虽然在层流下第二模态T-S波更不稳定,但在层流突变为湍流的过程中,第一模态不稳定波迅速被大量激发并放大,从而不但扰动能量迅速增长,平均流剖面也被从层流快速修正而变成湍流剖面。即第一模态扰动波在breakdown过程中占了主导作用。初始扰动的模态和幅值对转捩的开始时间和转捩过程所经历的时间有影响,而它们的breakdown机理则是相同的。还发现,壁面摩擦系数快速变化起始点代表了breakdown的起始点。 2.充分发展的可压缩湍流的平均流剖面、湍流Mach数、各种量的脉动均方根值和Reynolds应力等沿平板法向的分布都具有相似性。这一性质对简化湍流计算可能会起到重要作用。从转捩完成至湍流充分发展之间有一过渡过程,其间上述相似性不成立。但来流Mach为4.5的可压缩湍流的压缩性效应已较强而必须考虑,强Reynolds比拟不再有效,Morkovin假说不再成立。 3.和不可压缩流一样,在Mach数为4.5的超音速边界层近壁区,同样存在相干结构。用通常实验研究中常用的检测方法检测相干结构,不同方法检测到的是不同的东西。其中用Mu-level法和第二象限法检测到的是和准流向涡伴生的低速条纹,而VITA法检测到的是涡本身。 4.找到了用TDNS得到的充分发展湍流流场(只需一个时刻的流场)以适当方式转换成SDNS的入口条件的方法,使得直接做充分发展湍流的空间模式直接数值模拟成为可能。虽然过去已有不少人提出过种种方


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 唐洪涛;;平板边界层湍流的数值分析[J];天津科技大学学报;2010年01期
2 姜楠,舒玮;壁湍流相干结构的辨识[J];实验力学;1996年04期
3 姜楠;壁湍流相干结构的教学实验(三)─—检测壁湍流相干结构的条件采样方法[J];力学与实践;1999年03期
4 姜楠,王立坤,李士心,舒玮;用自相关法确定壁湍流相干结构条件采样的门限值[J];实验力学;1999年02期
5 石建军,舒玮;固壁温度对壁湍流相干结构的影响[J];力学学报;1997年01期
6 孙葵花,舒玮;湍流猝发的检测方法[J];力学学报;1994年04期
7 黄章峰,曹伟,周恒;超音速平板边界层转捩中层流突变为湍流的机理——时间模式[J];中国科学G辑;2005年05期
8 黄章峰;周恒;罗纪生;;超音速平板边界层湍流的直接数值模拟及分析[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2006年01期
9 姜楠 ,夏振炎;壁湍流相干结构的教学实验(七)──用象限法检测壁湍流相干结构[J];力学与实践;2000年02期
10 王亮;符松;;一种适用于超音速边界层的湍流转捩模式[J];力学学报;2009年02期
11 梁在潮;紊流相干结构与脉动壁压[J];水利学报;1985年08期
12 姜楠,王玉春,刘欣;壁面加热湍流相干结构的实验研究[J];实验力学;2001年02期
13 姜楠,王昕;壁湍流相干结构的教学实验(八)─—用数字滤波法检测壁湍流相干结构[J];力学与实践;2000年03期
14 蔡树棠,刘宇陆;湍流相干结构机理研究(Ⅰ)──光滑壁边界层相干结构的物理模型[J];应用数学和力学;1995年04期
15 陆昌根;近壁湍流相干结构传播速度的研究[J];南京航空航天大学学报;1999年03期
16 陆昌根;湍流边界层近壁区域相干结构的数值研究[J];弹道学报;2000年01期
17 李克文,魏中磊,苏先基,李炜谱,周培源;平面斜向剪切流中相干结构的形成、特征及其发展规律的实验研究[J];北京大学学报(自然科学版);1994年05期
18 刘明侯,陈义良,周 裕,张红军;圆柱绕流尾迹中相干结构对湍流特性的影响[J];力学学报;2002年04期
19 汪健生,王晨健,李汛;湍流相干结构的速度与温度特性[J];实验力学;2002年02期
20 陆利蓬,李兆瑞;压力梯度作用下相干结构的演化[J];中国工程科学;2002年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张恒超;阴国恩;;关系类别及其学习机制[A];第十二届全国心理学学术大会论文摘要集[C];2009年
2 赵春江;施文康;邓勇;;基于Wasserstein距离的目标识别中的研究[A];NCIRCS2004第一届全国信息检索与内容安全学术会议论文集[C];2004年
3 秦军刚;韩世辉;;不应效应和波形相异交迭——知觉组织神经基础的可能解释?[A];2005年中国神经心理学学术会议论文集[C];2005年
4 叶知新;莫雷;;基于相似性归类中的外显策略和内隐策略[A];第十一届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2007年
5 张元中;楚泽涵;;不同频率声衰减之间的相似性问题[A];1999年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十五届年会论文集[C];1999年
6 范万春;邱宏茂;孙煜;施仁;李真富;;基于自相关函数的地震信号自适应端点检测[A];第十届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];2000年
7 罗纪生;王新军;周恒;;层流-湍流转捩过程的关键因素[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
8 周恒;罗纪生;王新军;;层流—湍流转捩的“breakdown”过程的内在机理[A];近代空气动力学研讨会论文集[C];2005年
9 彭建武;;连通主义和认知语言学的对比研究[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
10 彭丰平;鲍苏苏;;基于CT序列图像肝脏及其管道的分割[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄章峰;超音速平板边界层从层流到湍流的转捩机理及湍流特性[D];天津大学;2006年
2 唐洪涛;不可压缩平板边界层从层流突变为湍流的机理及湍流特性[D];天津大学;2007年
3 陈林;边界层转捩过程的涡系结构和转捩机理研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 王新军;转捩中“breakdown”的内在机理及周期湍流场中的涡粘系数[D];天津大学;2005年
5 李佳;边界层中展向波包型扰动转捩的数值模拟及用PSE方法的预测[D];天津大学;2012年
6 葛铭纬;基于近壁相干结构的湍流减阻主动控制研究[D];清华大学;2011年
7 徐国亮;三维边界层流动失稳与Bypass转捩模式研究[D];清华大学;2011年
8 张立;近壁剪切流动中湍斑及相干结构研究[D];南京航空航天大学;2003年
9 时晓天;基于间断有限元的可压缩混合层数值模拟及其结构系综分析[D];北京大学;2010年
10 王龙;明渠水流相干结构的试验研究[D];清华大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐湛棋;圆柱尾迹影响下旁路转捩的实验研究[D];天津大学;2010年
2 鲁华;中西当代广告作品比较研究[D];武汉大学;2005年
3 许瑞珍;结构对称蛋白质的序列分析[D];华中科技大学;2005年
4 别晨霞;基于中介语语料库的形容词产出偏误分析[D];上海师范大学;2009年
5 陆苏静;从相似性角度看中介语中的程度副词偏误现象[D];上海师范大学;2009年
6 钟亮;基于视频流的数字隐藏技术[D];华南师范大学;2005年
7 朱贤芳;生物序列的比对算法比较研究[D];南京理工大学;2005年
8 张婷婷;归纳推理中的属性中心性效应及其心理过程初探[D];西南大学;2007年
9 万小梅;江西赣语词汇变音探究[D];华南师范大学;2007年
10 孙铭一;平面广告之隐喻表现形式与图像符号应用研究[D];吉林大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赵军;相似性影响电影与观众的互动[N];中国电影报;2008年
2 本报记者 黄婉媛;探寻文化相似性有利化解纷争[N];中山日报;2010年
3 刘贵欣;是转化,还是转捩与新生[N];中华读书报;2002年
4 中国传媒大学计算机学院 朱立谷;重复数据删除技术解析[N];中国计算机报;2007年
5 赵晓;中国经济到了一个新十字路口[N];上海证券报;2008年
6 张田勘;最新破译狗的起源和进化[N];北京日报;2005年
7 康潜;前车后辙 安步当歌[N];证券日报;2007年
8 吴国平;缩量双星暗藏玄机?[N];上海证券报;2006年
9 沈晓强;伦铜合理底部在6400—6500美元[N];期货日报;2007年
10 路平;企业的责任意识需提升[N];中国劳动保障报;2009年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978