陆昌根，赵玲慧，沈露予

（南京信息工程大学 大气科学学院，江苏 南京210044）

0 引 言

平板边界层稳定性问题对飞行器、船舶等动力特性有着重要的影响，人们已经对平板边界层流动稳定性及转捩问题作了大量的理论工作，但局部扰动对平板边界层流动稳定性影响和控制的研究较少；目前，仍有许多问题需要我们去认识和解决［1－2］。Herbert等人对平板边界层流中稳定性问题进行了深入的研究［3］，其某些结论已被实验证实。影响平板边界层流动稳定性的因素很多，包括温度、对流、压力梯度、壁面条件等等，且壁面局部扰动是普遍存在的，它对流动中的流体运动必然会产生影响。该局部扰动必将影响到边界层流动的改变，这必将改变扰动波在平板边界层运动中的演化规律，诱导出 展向速度以及产生更复杂的运动，最终将导致横流不稳定等［4－6］。实验表明，改变局部粗糙的分布及几何形状，可改变低速流动的层流分离点。Floryan利用连续分布的抽吸结构来模拟壁面粗糙的特征，并对Poiseuille流、Couette流及Blasius边界层流中的扰动波的稳定特性进行了数值研究，获得了一些有意义的成果［7］。本文将在考虑前人研究的基础上，在平板上设计不同形式的局部扰动结构，数值研究该结构产生的扰动对平板边界层流动稳定性影响和控制机理的问题。对该问题的进一步数值研究，将会让我们能做到有效地抑制平板边界层转捩过程中湍流发生的物理机制。

1 理论方程和数值方法

采用的理论方程为不可压、无量纲的N－S方程和连续方程：