多孔壁面对高速边界层最优增长条带二次失稳的影响规律

作者：王宇天; 刘建新; 王晓坤; 李晓明^*

来源：航空学报, 2023, 44(22): 148-162.

• 亚临界转捩
• 最优扰动
• 全局稳定性分析
• 多孔壁面
• 抛物化稳定性方程

边界层转捩是高超声速飞行器设计中的关键基础理论问题。当环境扰动强度较高时，将在模态扰动失稳区上游发生由最优增长条带二次失稳触发的亚临界转捩。为评估多孔壁面在亚临界转捩中的控制效果，以超/高超声速平板边界层流动为研究对象，建立了基于伴随抛物化稳定性方程的优化系统与求解方法。以最优扰动非线性演化形成的三维条带边界层为新的基本流动开展全局稳定性分析，研究表明：多孔壁面对第一模态频率范围内的二次失稳扰动为促进作用，对第二模态频率范围内的二次失稳扰动起抑制作用，并且转折频率接近局部快/慢模态的同步频率，对于工程应用中多孔涂层的布置方案具有一定的指导意义。

• 单位
  天津大学; 中国人民解放军空军航空大学