Secondary Instabilities of Görtler Vortices in High-Speed Boundary Layers: Mechanisms and Flow Control on Laminar-Turbulent Transition

این پایان‌نامه ابتدا مکانیسم ناپایداری‌های گورتلر را نشان می‌دهد و سپس نشان می‌دهد که چگونه انتقال در جریان‌های مافوق صوت را می‌توان به طور موثر با حالت‌های گورتلر یا کلبانوف کنترل کرد (اعم از ترویج یا سرکوب). این بر درک و کنترل انتقال جریان از جریان آرام آرام به جریان های کاملاً متلاطم در سرعت های بالا تمرکز دارد - جنبه هایی که در طلوع عصری باورنکردنی، که در آن وسایل نقلیه مافوق صوت در دسترس هستند، بسیار مهم شده اند. زمانی که این اتفاق بیفتد، سفر از پکن به لس آنجلس در عرض تنها 2 ساعت امکان پذیر خواهد بود و همه ما در یک دهکده واقعاً جهانی زندگی خواهیم کرد - و نه فقط به صورت مجازی، بلکه فیزیکی.

ناپایداری های گورتلر اغلب برای ترویج انتقال جریان در وسایل نقلیه مافوق صوت استفاده شده است. با این حال، اینکه ناپایداری‌های گورتلر چگونه برانگیخته می‌شوند و چگونه در جریان‌های مافوق صوت تکامل می‌یابند، سؤالاتی هستند که هنوز به آنها پاسخ داده نشده است.

This thesis first reveals the mechanism of Görtler instabilities and then demonstrates how transitions at hypersonic flows can be effectively controlled (either promoted or suppressed) with Görtler or Klebanoff modes. It focuses on understanding and controlling flow transitions from mild laminar to fully turbulent flows at high speeds—aspects that have become crucial at the dawn of an incredible era, in which hypersonic vehicles are becoming available. Once this occurs, it will be possible to travel from Beijing to Los Angeles within just 2 hours, and we will all live in a genuinely global village—and not just virtually, but physically.

Görtler instabilities have often been used to promote flow transition in hypersonic vehicles. However, how Görtler instabilities are excited and how they evolve in hypersonic flows are questions that have yet to be answered.