超声速来流下钝头体反向喷流的大涡模拟研究

摘要

本文采用大涡模拟方法数值研究了超声速来流下钝头体反向喷流的复杂相互作用问题。射流与来流的总压比是决定流动状态的重要参数，计算取0.816、1.0和1.633三种情况，较好地模拟了实验中发现的三个典型状态：不稳定流态、过渡流态和稳定流态。统计分析表明侧向载荷的方向遵循均匀分布，幅值符合Rayleigh分布。在混合层内，剪切应力局部峰值沿流向的演化呈现两个峰值，且流向正应力在混合过程中占主导地位。本文还采用本征正交分解(POD)方法研究了不稳定流态和稳定流态的非定常脉动压力场，进而发现其主导模态分别为反对称和轴对称的。本文的研究结果有助于对此类现象的认识和理解，对防热、减阻和流动控制等具有指导意义。