入流激励下可压缩剪切层中Kelvin-Helmholtz涡的响应特性

摘要：

通过直接数值求解Navier-Stokes方程,研究了入流激励下可压缩剪切层中Kelvin-Helmholtz(KH)涡结构的响应特性,结果清晰地展示了KH涡的独特演化方式.基于流动可视化数据,采用两点相关性分析获得了流场拟序结构的空间尺寸和结构角分布.通过分析不同激励频率下涡结构的动态特性,揭示了入流激励下可压缩剪切层中KH涡结构的独特演化机理.研究结果表明,低频入流激励(f=5 kHz)下KH涡尺寸在远场区域达到饱和后呈现锁频状态,KH涡量厚度稳定在12—14 mm之间;与自由剪切层涡结构通过配对合并的方式实现生长的机理不同,低频入流激励下剪切层的发展是通过中间涡核顺时针吞噬KH不稳定波诱导的一串外围小涡结构来实现生长.此外,针对高频激励(f=20 kHz)下的剪切层流动,研究了涡结构特性和入流激励参数之间的定量关系,发现均匀分布涡结构的尺寸近似等于对流速度与入流激励频率之比.

关键词：可压缩剪切层、入流激励、Kelvin-Helmholtz涡、生长特性

所属期刊栏目：69

资助基金：国家自然科学基金;湖南省研究生科研创新项目

在线出版日期：2020-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：140-151