摘要:
随着飞行速域与空域的不断拓展, 高超声速高焓边界层中的热化学非平衡(thermochemical non-equilibrium, TCNE)效应深刻影响了流动转捩过程。近年来, 在第2模态下游区域出现的不稳定超声速模态引起了学者们的关注。超声速模态是指在边界层外缘处的相对Mach数大于1的模态, 其传播速度快于远场的声波。采用线性抛物线稳定性方程(parabolized stability equations, PSE)理论研究了Mach数为20、半顶角为6°的尖楔绕流条件下超声速模态的临界壁温。研究发现, 壁温越低, 越容易出现不稳定的超声速模态。进而, 探讨了平板边界层流动中不同Mach数条件下的超声速模态和扰动发展形式, 发现Mach数增大, 第2模态出现越早且最大增长率降低, N的峰值减小。在30 km的高空来流Mach数超过某个临界值时, 扰动增长率和超声速模态的发展形式明显不同。