Chih Yung WEN (温志湧)
航空及民航工程学系, 香港理工大学
摘要:
层流—湍流转捩可由绝对不稳定性和/或对流不稳定性引发，然而这两类不稳定性在真实风洞实验或飞行环境中的相对重要性仍是一个悬而未决的问题。本讲座通过结合直接数值模拟（DNS）以及多种稳定性分析工具，包括全局稳定性分析（GSA）、预解分析（RA）和线性稳定性分析（LST）的方式，解耦流动中的两种不稳定性类型，进而对这一问题进行探讨。研究对象为马赫数8.0、雷诺数ReL = 9.2×105的高超声速15°压缩拐角。GSA结果表明，该流动具有内在不稳定性，并在最不稳定展向波长处识别出三个定常模态和两个振荡模态。在无外部扰动的情况下，DNS 得到的增长率与扰动形态与GSA结果高度吻合，且分离泡内固有的绝对不稳定性主导了流动演化。然而，仅靠绝对不稳定性无法在计算域内实现完全转捩。当在分离点上游（x/L=0.2）处引入不同幅值的白噪声作为外部激励时，我们观察到绝对不稳定性与对流不稳定性共存。结果表明，无论激励强度如何，转捩起始位置受绝对不稳定性的影响均不显著；相反，对流不稳定性似乎主导了转捩起始位置。尽管如此，转捩流动中的其他关键特征，如主导的展向波长、频带分布以及相干结构的形态，则受到两种不稳定性相互作用的显著调制。因此，即使对流不稳定性主导了转捩起始位置，整体转捩过程仍会被绝对不稳定性与对流不稳定性的相互作用所重构。根据扰动幅值的不同，可存在多种转捩路径，且分别对应静音风洞与噪声风洞环境下的转捩场景。这些发现为转捩机制提供了新的见解，并有助于更全面地理解实际风洞或飞行试验中的转捩路径。
简介:
温志湧教授现任航空工程讲座教授，同时担任大型飞机研究院院长、无人自主系统研究中心主任以及体育科技研究院副院长。他已发表超过400篇科学出版物，包括期刊论文、会议论文及3本专著，并持有14项专利。他是美国机械工程师学会（ASME）、英国皇家航空学会（RAeS）以及香港工程师学会（HKIE）的会士，同时也是美国航空航天学会（AIAA）的副会士。温教授积极参与机械与航空航天工程领域的国内外专业及学术活动，并在多个航空航天工程领域的重要专业理事会和委员会中任职。
Reporting time (Beijing Time)：22 Apr. 2026
