高超聲速三維邊界層橫流轉捩的數值研究

摘要：橫流失穩是高超聲速三維邊界層轉捩的主要機制。然而到目前為止,由橫流失穩導致高超聲速三維邊界層轉捩的數值研究還不多見。本文采用直接數值模擬方法計算了馬赫數6、后掠角45°鈍板邊界層中定常橫流渦的演化,在此基礎上引入高頻二次失穩模態,計算了二次失穩模態的非線性演化,直至湍流發生。計算結果表明:橫流定常渦的非線性作用引起平均流修正,可使壁面摩擦系數曲線有一定程度的抬升。而高頻二次失穩波的增長導致低頻及定常擾動快速增長,促使壁面摩擦系數急劇抬升,同時飽和橫流渦結構破碎,最終觸發轉捩發生。