%A 童福林, 董思卫, 段俊亦, 李新亮 %T 激波/湍流边界层干扰分离泡直接数值模拟 %0 Journal Article %D 2022 %J 航空学报 %R 10.7527/S1000-6893.2021.25437 %P 125437-125437 %V 43 %N 7 %U {https://hkxb.buaa.edu.cn/CN/abstract/article_18508.shtml} %8 %X 采用直接数值模拟(DNS)方法对来流马赫数为2.25、33.2°激波角的入射激波/平板湍流边界层干扰分离泡进行了数值研究。在验证了计算结果可靠性的基础上,通过分析比较3个不同展向站位分离泡的非定常运动特性、分离微团几何特征和相干结构等,定量考察了三维展向结构差异的影响规律。研究发现,分离泡存在复杂的三维结构,其流向长度明显大于法向高度和展向宽度,整体上沿展向呈现中间高两边低的扁平型单峰结构。分离泡面积脉动预乘功率谱结果表明,分离泡的非定常运动表征为大尺度低频膨胀/收缩过程,其展向三维结构对峰值频率的影响较小,且分离泡两侧略滞后于中间。采用经验模态分解(EMD)方法对分离泡低频膨胀/收缩过程进行了条件统计分析。统计结果表明,膨胀和收缩运动对分离微团几何特征没有实质影响,各展向站位分离微团高度/长度比值的概率峰值出现在0.1附近,同时分离微团面积和法向高度近似满足二次方分布。此外,流向速度脉动场的本征正交分解(POD)分析指出,分离泡的非定常运动与低阶模态密切相关,而高阶模态的贡献相对较小。采用前10个低阶模态可以准确重构出分离泡的低频膨胀/收缩过程。