压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性分析

计算物理 ›› 2008, Vol. 25 ›› Issue (5): 549-554.

压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性分析

潘宏禄, 马汉东, 王强

航天空气动力技术研究院, 北京 100074

收稿日期:2007-05-29 修回日期:2007-09-20 出版日期:2008-09-25 发布日期:2008-09-25
作者简介:潘宏禄(1980-),男,辽宁,工程师,从事计算流体力学研究.
基金资助:
国家安全重大基础研究项目湍流973资助项目

Transition and Turbulence/Shock Interaction in a Supersonic Boundary Layer Flow

PAN Honglu, MA Handong, WANG Qiang

China Academy of Aerospace Aerodynamics, Beijing 100074, China

Received:2007-05-29 Revised:2007-09-20 Online:2008-09-25 Published:2008-09-25

摘要/Abstract

摘要： 用大涡模拟方法对Mach数3.0下的压缩拐角激波/湍流边界层干扰问题进行数值研究.对拐角上游平板区域边界层转捩及湍流进行模拟,设定平板区域长度,使得转捩过程于平板区域发生并充分完成,从而在拐角处产生激波/湍流边界层相互干扰,研究激波/湍流边界层的作用机理.研究表明:流场能够在非定常扰动激励下迅速转捩,并于平板区发展为完全湍流;湍流边界层与激波相互作用过程中,拐角附近分离区较层流情况明显减小;展向不同区域分离区大小差异较大,局部区域分离现象消失.

关键词: 湍流, 转捩, 超声速边界层, 压缩拐角, 亚格子尺度模型

Abstract: Shock/turbulent boundary layer interaction(STBLI) in a M_∞=3.0 supersonic compression ramp flow are studied using a spatial large eddy simulation method. At upstream, flat plate transition and developed turbulent boundary layer are simulated in which Shock/turbulent boundary layer interaction shows at the ramp. Analysis on mechanism of turbulent boundary layer/shock interaction indicates that linear unstable disturbance leads transition rapidly. In the process of STBLI, average separation range of the ramp is smaller than that in the laminar flow. However, extent of the separation shows different characteristics in different span-wise positions due to high velocity strip and low velocity strip.

Key words: turbulence, transition, supersonic boundary layer, ramp, subgrid scale mode

中图分类号:

V211.3

潘宏禄, 马汉东, 王强. 压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性分析[J]. 计算物理, 2008, 25(5): 549-554.

PAN Honglu, MA Handong, WANG Qiang. Transition and Turbulence/Shock Interaction in a Supersonic Boundary Layer Flow[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2008, 25(5): 549-554.

[1]	周志超, 许凌飞, 任天荣, 顾村锋. 基于GCV-FFT方法的超声速压缩拐角流场气动光学效应计算[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 284-298.
[2]	余秋阳, 包芸, 王圣业, 王光学. B-C转捩模型的DDES方法模拟转捩大分离流动[J]. 计算物理, 2020, 37(1): 46-54.
[3]	包芸, 何建超, 方明卫. 湍流热对流DNS多分辨率并行直接求解方法[J]. 计算物理, 2019, 36(6): 641-647.
[4]	蔡林峰, 李昊歌, 陈伟芳. 无限展长后掠翼边界层定常横流不稳定转捩分析[J]. 计算物理, 2019, 36(2): 175-181.
[5]	李兆辉, 时钟. 稳定分层二层流非湍流/湍流层无平均剪切密度界面处的湍流[J]. 计算物理, 2018, 35(6): 631-648.
[6]	张学良, 谭惠丽, 唐国宁, 邓敏艺. 心肌组织机械形变的元胞自动机模拟[J]. 计算物理, 2018, 35(3): 294-302.
[7]	潘宏禄, 李俊红, 程晓丽, 马汉东. 气动光学效应湍流脉动模型系数修正[J]. 计算物理, 2018, 35(2): 194-204.
[8]	包芸, 叶孟翔, 罗嘉辉. 湍流热对流的高效并行直接求解方法[J]. 计算物理, 2017, 34(6): 651-656.
[9]	李俊红, 张亮, 俞继军, 程晓丽. 高超声速可压缩流中粗糙壁热流研究[J]. 计算物理, 2017, 34(2): 165-174.
[10]	谷建法, 戴振生, 古培俊, 叶文华, 郑无敌, 邹士阳. 点火靶驱动不对称性与表面粗糙度的模耦合模拟[J]. 计算物理, 2016, 33(6): 645-651.
[11]	陈永彬, 唐智礼, 盛建达. 跨音速自然层流翼型多目标优化设计[J]. 计算物理, 2016, 33(3): 283-296.
[12]	潘宏禄, 关发明, 袁湘江, 卜俊辉. 高超声速平板边界层/圆柱粗糙元非定常干扰[J]. 计算物理, 2015, 32(5): 537-544.
[13]	甘文彪, 周洲. 基于层流动能湍流模型的数值模拟方法[J]. 计算物理, 2013, 30(2): 169-179.
[14]	聂德明, 林建忠, 黄利忠. 旋转体系中湍流的LBM模拟[J]. 计算物理, 2013, 30(1): 11-18.
[15]	王浩明, 赵海波, 郑楚光. 考虑双向耦合效应的格子Boltzmann气固两相湍流模型[J]. 计算物理, 2013, 30(1): 19-26.