基于PSE的单股剪切混合流稳定性分析

将抛物化稳定性方程(PSE)方法应用到可压缩单股剪切混合流的稳定性研究中。采用并发展了适用于自由剪切流的高精度数值方法,包括六阶紧致格式、坐标变换以及渐近边界条件等,对PSE进行有效求解。通过求解相似边界层方程得到更准确的剪切层内基本流;求解线性稳定性理论(LST)控制方程得到扰动的初始条件,并通过流向空间推进方法对扰动的空间不稳定性进行求解。计算并分析了在不同马赫数和温度比情况下,不同频率、波数等参数的扰动波线性发展过程。计算结果表明:在弱压缩性情况下,二维扰动最不稳定,随着压缩性增强三维扰动变得比二维扰动更不稳定,对流动不稳定性起主导作用;在流动的上游,温度比的增加对流动起稳定作用,而在下游,温度比的增加起不稳定作用;当频率增加或波角增大时,扰动的流向不稳定区减小;PSE方法是单股剪切混合流稳定性快速有效的分析方法。