水下回转体首部边界层转捩的数值研究
水下回转体首部曲面边界层转捩,不但是流体力学中的一个重要问题,而且和某些重要的工程实际问题密切相关,如水下航行体首部边界层转捩区噪声干扰问题。本研究用数值计算的方法研究了这一问题。首先计算了水下回转体首部的基本流；再对首部的曲面边界层进行流动稳定性分析,这里考虑了壁面沿流向和周向的曲率；然后用eN方法预测自然转捩位置。在6个不同的来流速度下,对七种首部线型的边界层进行了研究,发现了首部线型和来流速度对边界层稳定性和转捩的影响。不同首部线型边界层的流动稳定性在两倍头部长度之后基本一致,但在两倍头部长度之内存在明显差异,在头部范围内则差异最为显著。不同首部型线的转捩位置有显著的差异。来流速度升高的效果是,中性曲线的不稳定扰动的频带明显变宽且转捩位置向上游移动。本研究还发现SUBOFF线型很有特点,其边界层有前后两个不稳定区,扰动在两个不稳定区之间的衰减使得转捩位置显著延后,其转捩位置在七种线型中是很靠后的。而且该线型在顶点附近直径较大,便于安装大口径设备。综合考虑,SUBOFF线型对一些工程实际问题很有价值。
水下回转体 曲面边界层 自然转捩 流动稳定性 eN方法
刘竟成 褚学森 张永明
天津大学高速空气动力学研究室,天津300072;天津大学力学系,天津300072 中国船舶科学研究中心,江苏无锡214082 天津大学高速空气动力学研究室,天津300072;天津大学力学系,天津300072;天津市现代工程力学重点实验室,天津300072
国内会议
江苏无锡
中文
140-148
2021-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）