邊界層轉捩

目錄
前言
第1章轉捩引論1
1.1轉捩現象1
1.2轉捩類型1
1.3穩(wěn)定性理論3
1.4轉捩機理8
1.5轉捩控制8
參考文獻10
第2章線性穩(wěn)定性理論10
2.1引言13
2.2Orr-Sommerfeld方程14
2.3特征值問題及其數值解16
2.3.1OSE的全局特征值差分解17
2.3.2局部特征值迭代法19
2.3.3二維擾動問題23
2.4非平行流邊界層穩(wěn)定性26
2.4.1非平行流邊界層穩(wěn)定性方程組26
2.4.2多重尺度法數值解27
2.4.3非平行性影響分析29
2.5線性穩(wěn)定性理論與轉捩預測的eN方法31
參考文獻34
第2章拋物化穩(wěn)定性方程方法36
3.1引言36
3.2穩(wěn)定性方程的拋物化處理36
3.3擾動增長率表達式38
3.4正規(guī)化條件39
3.5空間推進數值解法40
3.5.1差分方法40
3.5.2初始條件和邊界條件42
3.5.3線性PSE空間推進算法44
3.5.4二維PSE數值解45
3.6穩(wěn)定性分析49
3.7PSE方法的優(yōu)勢51
3.8PSE的弱橢圓特性分析54
3.8.1弱橢圓特性55
3.8.2消除方法56
3.8.3解的一致性57
參考文獻58
第4章非平行流非線性邊界層穩(wěn)定性61
4.1引言61
4.2二維非線性邊界層穩(wěn)定性62
4.2.1二維非線性拋物化穩(wěn)定性方程63
4.2.2初始條件與局部法64
4.2.3均流變形與模態(tài)分析66
4.2.4算法與算例分析69
4.3空間演化的二次穩(wěn)定性73
4.4三維非線性邊界層穩(wěn)定性77
4.4.1三維非線性拋物化穩(wěn)定性方程77
4.4.2三維模態(tài)分析80
4.4.3數值方法81
4.5型三維擾動的非線性穩(wěn)定性82
4.6型穩(wěn)定性分析85
4.7附錄A 非線性項的完整表達式87
參考文獻94
第5章高速邊界層穩(wěn)定性97
5.1引言97
5.2可壓縮流邊界層方程及基本流參數98
5.3可壓縮流邊界層穩(wěn)定性101
5.3.1擾動方程101
5.3.2線性拋物化穩(wěn)定性方程102
5.3.3數值方法104
5.3.4非平行流穩(wěn)定性分析105
5.4超/高超聲速流的線性邊界層穩(wěn)定性108
5.4.1無黏穩(wěn)定性方程及數值解108
5.4.2無黏穩(wěn)定性與多重模態(tài)111
5.4.3黏性多重不穩(wěn)定模態(tài)113
5.5超/高超聲速流的非線性邊界層穩(wěn)定性117
5.5.1非線性拋物化穩(wěn)定性方程117
5.5.2NPSE數值解118
5.5.3非線性穩(wěn)定性分析119
附錄B 方程05，10)與式（5.47）展開式124
參考文獻131
第6章三維氣動體可壓縮流邊界層穩(wěn)定性133
6.1引言133
6.2三維可壓縮流邊界層135
6.2.1邊界層方程135
6.2.2橫向分段推進法137
6.2.3基本流速度分布138
6.3曲線坐標系的三維拋物化穩(wěn)定性方程140
6.3.1Navier-stokes方程140
6.3.2擾動方程142
6.3.3拋物化穩(wěn)定性方程143
6.4數值方法144
6.5三維邊界層穩(wěn)定性分析145
6.6三維邊界層流動的轉捩預測150
6.6.1轉捩位置的預測問題150
6.6.2轉捩預測的方法150
6.6.3轉捩預測的DNS和PSE方法152
附錄C 方程(6.19)展開式153
參考文獻159
第7章邊界層感受性問題162
7.1引言162
7.2感受性理論163
7.2.1自然感受性與強迫感受性163
7.2.2前緣感受性理論164
7.2.3局部感受性理論165
7.3漸近分析法165
7.3.1前緣感受性分析166
7.3.2漸近Orr-Sommerfeld分析167
7.3.3結合PSE方法167
7.4感受性問題的數值模擬170
7.5進展與分析174
參考文獻175
第8章邊界層轉捩的直接數值模擬方法178
8.1引言178
8.2守恒形式N-S方程179
8.3初始條件179
8.4方程離散181
8.4.1緊致差分格式181
8.4.2空間離散185
8.4.3濾波函數185
8.4.4時間推進186
8.4.5離散方法比較187
8.5邊界條件188
8.5.1壁面邊界條件'188
8.5.2入口邊界條件189
8.5.3展向邊界條件189
8.5.4特征無反射邊界條件189
8.6計算網格與并行算法193
參考文獻197
第9章轉捩邊界層的典型渦結構200
9.1引言200
9.2主流向渦和次生流向渦202
9.3多種渦結構的形成207
9.4環(huán)狀渦結構分析211
9.5 K型和H型轉捩的后階段渦結構214
參考文獻216
第10章轉捩過程的物理現象219
10.1引言219
10.2上噴和下掃220
10.2.1渦與一次上噴和下掃220
10.2.2環(huán)狀渦與二次上噴和下掃222
10.3負尖峰和正尖峰224
10.4高低速條帶結構227
10.4.1條帶形成和演化227
10.4.2條帶特性分析229
10.5高剪切層230
參考文獻235
第11章邊界層轉捩的后期流場238
11.1引言238
11.2 U形渦和桶形渦239
11.3湍流斑的演化242
11.4小渦結構與無序化過程245
11.5轉捩后期湍流形成的新認識247
11.5.1湍流形成的經典理論247
11.5.2劉超群對湍流形成的新認識247
參考文獻251
第12章邊界層轉捩控制255
12.1引言255
12.2影響轉捩因素256
12.2.1壓力梯度與物體外形256
12.2.2表面粗糙度與壁面溫度258
12.2.3湍流度與壓縮性260
12.3轉捩控制的基本途徑262
12.3.1改變邊界層基本流262
12.3.2改變擾動波265
12.4轉捩控制技術的應用267
12.4.1轉捩預測問題267
12.4.2 NLF機翼268
12.4. 3 LFG和HLFC機翼269
12.4.4 LFG機身272
12.5轉捩、分離與激波272
12.5.1分離流轉捩272
12.5.2轉捩與激波邊界層干擾254
12.5.3有層流分離的轉捩點預計253
12.6轉捩控制技術的新發(fā)展277
參考文獻279
彩圖