方柱跨声速流动中的剪切层和尾迹特性

作     者：许常悦 郑静 王哲 王彬 XU Changyue;ZHENG Jing;WANG Zhe;WANG Bin

作者机构：南京航空航天大学飞行器环境控制与生命保障工业和信息化部重点实验室南京210016 

出 版 物：《上海交通大学学报》 (Journal of Shanghai Jiaotong University)

年 卷 期：2021年第55卷第4期

页      面：403-411页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11572154、11202100) 江苏高校优势学科建设工程资助项目。 

主　　题：方柱 激波 剪切层 Lamb矢量 尺度自适应模拟 

摘      要：采用尺度自适应模拟(SAS)方法研究了来流马赫数Ma为0.71、雷诺数Re为4×10^(5)的方柱跨声速绕流,并对分离剪切层和尾迹特性进行了深入分析.为了验证SAS方法的可靠性,将SAS结果与已有数值和实验结果进行了对比.在当前的跨声速流场中,剪切层中的对流马赫数约为0.6,这意味着Kelvin-Helmholtz不稳定性主导剪切层的初始阶段演化.在剪切层的初始阶段,可以看出扰动涡沿展向呈现滚筒状结构.剪切层外侧附近和方柱的回流区均出现倍频现象,这与剪切层中存在明显的涡合并有关.压力场的本征正交分解表明,方柱跨声速流场中的主导流动模态为反对称模态,这与尾迹中的涡脱落现象和剪切层引起的压缩波传播有关.