为揭示超声速边界层转捩机理及湍流特性,针对钝锥边界层,开展了超声速边界层扰动演化、转捩机理、转捩位置预测方法及其应用的研究。验证了流动稳定性理论在超声速小攻角钝锥边界层中预测扰动演化的可行性,分析了超声速边界层转捩过程中两种不稳定模态扰动的演化规律,揭示了边界层的三维性诱发的小尺度三维扰动的特征,展现了强烈依赖于初、边界条件的转捩过程的复杂性。根据超声速边界层的感受性特点及我们的研究成果,对eN、PSE方法进行了改进和拓展,成功地用于超声速边界层转捩位置的预测。以平板、钝锥、压缩折角为研究对象,开展了可压缩边界层湍流特性及模式理论的研究。揭示了转捩过程中拟序结构产生和发展过程的流动机理,分析了压缩性效应对边界层湍流特性的影响,考察了锥体效应对边界层湍流统计特性的影响,分析了激波-边界层干扰对湍流生成、耗散及扩散的影响,以DNS数据为基础,对常用湍流模式进行了评估和改进。还进行了高精度数值方法及高效并行算法的研究。本项目出版专著1部,学术论文36篇,开发高精度计算软件1套。使我国在超声速边界层转捩机理及湍流特性的理论研究进一步深入。
英文主题词supersonic boudary layer; transition mechanism;characteristics of turbulence;transition prediction;direct numerical simulation