波纹壁影响高超声速边界层稳定性研究

摘要

表面粗糙通常可以促进边界层转捩,但某些条件下也可以使边界层转捩延迟.本文针对典型波纹壁表面粗糙,在上游引入不同频率的二维吹吸扰动,采用高阶精度格式数值模拟Ma=6高超声速边界层稳定性问题.首先对平板和波纹壁边界层内的扰动发展进行对比分析,然后研究波纹壁波数改变对高超声速边界层稳定性的影响.结果表明:扰动发展与分离区密切相关,相对于平板,波纹壁可以通过多个分离区有效抑制高频二阶模态不稳定波,从而延迟边界层转捩.单波数波纹壁对应单个分离区,且分离区范围较小,扰动在下游较长距离快速增长;多波数波纹壁对应多个分离区,扰动明显被抑制.