可压缩层流边界层中扰动波诱发小激波的机理研究

在一些可压缩流动中有小激波存在，其特殊的耗散机制,对层流转捩和湍流发展具有重要影响。系统研究小激波现象，对揭示可压缩层流转捩机制、湍流演化规律和探索流动控制方法等都具有重要意义。针对可压缩湍流和自由剪切层中的小激波现象，已进行了较为充分的讨论。而始于上世纪末可压缩边界层中小激波现象研究还很少，目前只是利用DNS，大体上确定了它的存在和了解了部分特征。已有研究表明，边界层中小激波的发生发展机理与湍流和自由剪切层有很大差异。围绕边界层小激波还有很多问题没有明确，如小激波的形成条件和触发机理？边界层与静止大气中形成小激波的机制有无差异？边界层中的TS波能否直接触发小激波？边界层中小激波的形态和位置？粘性对小激波的形成和演化的影响等。本项目的研究内容是首先从波动学的理论入手，讨论上述小激波现象的理论问题。其次发展数值模拟方法，检验理论研究的正确性，拓宽理论研究的范围，验证Coleman等人的预言。