超声速流向拐角流动稳定性分析

由两部件垂直装配形成的流向拐角是飞行器上常见的结构,流向拐角形成三维流动,且在试验中观测到流向拐角流动具有不稳定特性。本文采用可压缩流向拐角流动自相似解,得到Ma 4.5层流基本流。在此基础上,开展二维Bi-Global稳定性分析。稳定性分析得到了特征值谱,并发现存在两种不稳定模态,即相对较高角速度下的S系列模态和在相对较低角速度下的F系列模态,分别给出了最不稳定模态的扰动型函数。分析发现,S系列模态扰动主要在近似一维流动区域,是一维平板边界层流动Mack第二模态在角域流动中的二维延伸;而F系列不稳定模态扰动峰值在角点附近,是角域问题特有的不稳定模态。在中性曲线上,两种不稳定机制各自包围形成对应的不稳定区间。