Transition to turbulence in high-speed flows is determined by multiple parameters, many of which are not fully understood, leading to problems in developing physics-based prediction methods. In this contribution, we compare transition mechanisms in configurations with unswept and swept leading edges that are exposed to free-stream acoustic disturbances. Direct numerical simulations are run at a Mach number of six with the same free-stream noise, consisting of either fast or slow acoustic disturbances, with two different amplitudes to explore the linear and nonlinear aspects of receptivity and transition. For the unswept configuration, receptivity follows an established mechanism involving synchronisation of fast acoustic disturbances with boundary-layer modes. At high forcing amplitudes, transition proceeds via the formation of streaks and their eventual breakdown. In the swept case, the process of streak-induced transition is modified by the presence of a cross-flow instability in the leading-edge region. Linear stability analysis confirms the presence of a cross-flow mode as well as weaker first and second mode waves. Both fast and slow types of forcing independently stimulate an unusual transition mechanism involving significantly narrower streaks than those arising from the cross-flow instability behind the swept leading edge or those induced nonlinearly in the unswept case. In the observed transition process, the cross-flow mode leads to a thin layer of streamwise vorticity that breaks up under the influence of high spanwise wavenumber disturbances. These disturbances first appear in the leading-edge region.

高速流向湍流的过渡由多个参数确定，其中许多参数尚未完全理解，从而导致在开发基于物理的预测方法时出现问题。在此贡献中，我们比较了处于未扫描和已扫描前缘且暴露于自由流声学干扰的配置中的过渡机制。直接数值模拟是在6马赫数下进行的，具有相同的自由流噪声，包括快速或慢速声扰动，具有两个不同的振幅，以探索接受度和跃迁的线性和非线性方面。对于未扫描的配置，接受度遵循已建立的机制，其中涉及快速声干扰与边界层模式的同步。在高推力振幅下 过渡通过条纹的形成和最终的破坏来进行。在扫掠情况下，在前缘区域中存在横流不稳定性，从而改变了条纹诱发的过渡过程。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。在扫掠情况下，在前缘区域中存在横流不稳定性，从而改变了条纹诱发的过渡过程。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。在扫掠情况下，在前缘区域中存在横流不稳定性，从而改变了条纹诱发的过渡过程。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。在前缘区域中存在横流不稳定性，从而改变了条纹诱发的过渡过程。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。在前缘区域中存在横流不稳定性，从而改变了条纹诱发的过渡过程。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。线性稳定性分析证实了存在横流模式以及较弱的第一和第二模式波。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。快速和慢速两种类型的强迫都独立地激发了一种异常的过渡机制，该机制涉及的条纹明显窄于扫掠前缘后面的横流不稳定性所产生的条纹或在未扫掠情况下非线性引起的条纹。在观察到的过渡过程中，横流模式导致沿流向涡旋的薄层，该层在高跨向波数扰动的影响下破裂。这些干扰首先出现在前沿区域。