《邊界層中Bypass轉捩機理的研究》是依託天津大學，由董明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：邊界層中Bypass轉捩機理的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：董明
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Bypass轉捩是工程中常見的現象，但目前對其內在機理的理解還不夠深入。目前已有的研究，都局限於尋找能較快增長的擾動，而缺乏對擾動如何導致breakdown的機理研究。本項目擬根據我們過去對自然轉捩中的breakdown過程機理研究結果，將二者結合起來，以求對Bypass轉捩的本質有更全面的理解。將從已有的研究結果中選擇各種被認為可能導致Bypass轉捩的擾動出發，研究其對平均流剖面的修正及被修正後的剖面的穩定性特徵。如有能使更多的擾動被較快放大的穩定性特徵，則在引入適當的其它擾動後，通過DNS方法，考察是否能進入轉捩的breakdown過程，以確認Bypass 轉捩的機理。
結題摘要
本項目的研究目標是總結bypass轉捩的根本機理，並提出描述bypass轉捩的合理模型。bypass轉捩的全過程可描述為：條帶在自由流大幅值擾動下被激發；條帶在邊界層中非線性演化；條帶的二次失穩；條帶的breakdown。本項目通過一個“正反饋”機制，描述了bypass轉捩breakdown的內在機理：平均流剖面在有限幅值的擾動下變得更加不穩定，這使得更多頻率、波數範圍的不穩定波以更快的增長率被放大；而放大了的擾動會再次修正平均流，使得其更加不穩定。這一“正反饋”機制決定breakdown過程得以迅速完成。 本項目的研究計畫均已完成，並發現了兩個有待深入研究的新問題：(1) 條帶在局部被自由流渦擾動激發的機制，(2) 高超聲速由大粗糙元誘導的強制轉捩。這兩個問題可以使bypass轉捩的理論描述更加完整，將在今後研究的工作中展開。 在本項目的資助下，發表SCI論文2篇（其中一篇為流體力學頂級雜誌Journal of Fluid Mechanics），EI論文1篇。研究工作曾獲得《氣體物理》雜誌青年社優秀論文獎、《第六屆國際非線性力學會議》湍流分會場的最佳報告獎以及《第八屆全國流體力學會議》湍流與流動穩定性專題的優秀論文獎。
