剪切层风洞纹影显示在低对流Mc数下混合层较早地扩散,有偏向下侧低速流扩散倾向;大对流Mc数混合层厚度明显受到抑制。连续瞬时纹影显示流动失稳后螺旋结构的非定常空间演变。对流Mc数为0.45,在25微秒内拍摄的粒子图像显示了混合层内的结构、及其沿流向的拉伸及向下游的迁移,并可获得结构迁移速度。时间发展混合层的直接数值模拟表明,添加法向涡扰动更有利于混合层的快速增长。对添加了强扰动的空间发展混合层直接数值模拟显示Mc数0.7、1.2的混合层线性发展后形成的/\涡、发卡涡、涡破碎及充分发展湍流,结构的演化显示含能的大尺度结构上下发展的不对称性,其在混合中将上下自由流中大团流质带进混合层中,流质混合并不均匀,但混合层的动量厚度急剧增长,一旦大尺度结构失稳至自相似湍流,小尺度结构使得混合层混合均匀,但混合层动量厚度增长缓慢。湍流分析显示网格密度可模拟kolmogorov尺度。数值模拟显示出混合层中自然发展出的小激波,其产生主要是由涡结构高速旋转造成的局部相对超声速,且该局部为涡的低压区,其上游环境为相对高压区,由此构成了逆压梯度区。
英文主题词Compressible;mixing layer;shock wave;vortex sturcture