激波与旋涡对干扰研究激波和旋涡的变形以及声波产生的机理.pdf

激波与旋涡对干扰研究：激波和旋涡· 的变形以及声波产生的机理 张树海徐庆新 (中国空气动力研究与发展中心．四川绵阳，621000) Yong-TaoZhang ofCaliforniaat ofMathematics，Universitylrvine,irvine,CA92697，USA) (Department Shu Chi··Wang 0291 (Division Mathematics，BrownUniversity,Providence，R12，USA) ofApplied 程。我们研究了强度为1．05和1．2两个典型的激波同不同强度的旋涡对的干扰过程。根据激波动力学特性．我们把激波’j 掠过型旋涡对干扰分成网类，而碰撞型干扰分成七种不同的类型。研究表明，激波与旋涡对干扰过程中，声波产生有三种机 制，激波与涡对的干扰，涡对之问的耦合以及激波与声波的干扰。 理．但这种状态与涡列相差较人。我们曾试图利HJ 引言 具有一定攻角的翼形产生旋涡列，我们在Boston 激波和旋涡是空气动力学的甄个基本结构，它 大学的并行环境上，利用32节点的并行计算，仍 们之间的干扰很普遍，常常出现在超音速剪切层、 无法得到收敛的结果。为此，我们利用与激波具有 超音速射流以及燃烧等问题中。特别地，由于超音 一定夹角的涡对作为涡列的一种简化模型，试图揭 速湍流中激波与旋涡的共存，而且，由于湍流的复 示激波与涡列干扰的激波动力学，揭示新的卢波产 杂性，激波与旋涡的干扰被视为激波与湍流干扰的 生机理。 一个简化模型，是气动噪音的一个主要来源。 激波与单个旋涡的干扰是激波与湍流干扰的 2．数值方法 最简化模型，开展了广泛的实验研刭卜31、理论分析 2．1物理模型 降7j以及直接数值模拟f纠n。对此，Zhang(张树海) 等(121进行了综述研究。此外，Zhang(张树海)【12l 研究了激波与单个强旋涡的干扰，发现激波与强旋 作为涡列的一种简化模璀，旋涡对相对丁_激波 涡干扰具有多级特性，第一级干扰是入射激波与初 type)和掠过J诬 有两种形态一碰撞把(colliding 始旋涡的干扰，第二级干扰是反射激波与变形旋涡 (passingtype)。碰撞型是指旋涡对所诱导的速度 的干扰，第二级干扰是涡心附近形成的小激波串与 在垂直丁．激波方向分量与激波速度相反如图2．2(a) 变形激波的干扰，每一级干扰都有其内在的卢波产 所示，而掠过型是指涡对所诱导的速度住艰直‘ji激 生机制。 波方向分量与激波速度相同如图2．2(b)所示。住本 文计算中，除特别说明，激波与旋涡对的夹角趋 “ 。。乏毳詈，。恙名曼矍堂怠妻黧烹婴等窘鲁二竺翌 a