Diskrete Modi und kontinuierliche Spektren in supraschallischen Grenzschichten

Das durch eine harmonische Punktquelle induzierte Störfeld besteht aus diskreten Eigenmodi und einem kontinuierlichen Spektrum; diese werden unter Verwendung verallgemeinerter Fourier-Transformationstechniken untersucht. Für eine supraschallische Grenzschicht existieren im komplexen Wellenzahlenraum sieben Zweige des kontinuierlichen Spektrums, von denen vier (zwei akustische Wellen, eine Wirbelwelle und eine Entropiewelle) zum Strömungsfeld stromabwärts der Quelle beitragen. Die diskreten Eigenmodi entstehen von diesen Zweigen bei bestimmten kritischen Reynolds-Zahlen. Die Ergebnisse für Grenzschichten mit Mach 2 und 4.5 zeigen, dass die Empfangskoeffizienten für die stabilen diskreten Modi viel größer sind als für den instabilen Modus. Daher wird die Strömung sehr nah an der Quelle vom kontinuierlichen Spektrum und den stabilen diskreten Modi dominiert. Der instabile Modus übernimmt jedoch ausreichend weit entfernt von der Quelle. Es wird gezeigt, dass es nur notwendig ist, die ersten wenigen diskreten Modi zu berücksichtigen, um die Lösung zu konstruieren. Berechnungen zeigen außerdem, dass in einer supraschallischen Grenzschicht der Einfluss eines lokalisierten Störfeldes flussaufwärts minimal ist.