奥雷连·瓦德罗;亚历克西斯·朱克;克利斯朵夫·科尔 使用直接数值模拟分析时间稠密气体可压缩混合层中的湍流特性。 （英语） Zbl 1460.76559号 J.流体力学。 893，论文编号A10，39 p.（2020）. 小结：本研究研究了Bethe-Zel'dovich-Thompson（BZT）稠密气体（FC-70）对对流马赫数（M_c=1.1）下湍流可压缩混合层发展的影响。对FC-70和空气进行了三维直接数值模拟。FC-70的初始热力学状态位于气体动力学（Gamma）的基本导数为负的反转区域内。采用复Martin-Hou热力学状态方程再现了BZT稠密气体（DG）的热力学特性。混合层发展中的不稳定增长阶段表明，与理想气体（PG）相比，DG中的（xy）湍流应力张量增加。以下自相似期是根据综合河道生产和运输条件的时间演变仔细定义的。在自相似阶段，DG和PG混合层在（M_c=1.1）处显示出动量厚度增长率的相近值，这似乎同样受到众所周知的PG压缩性相关减少的影响。与压力应变项减少相关的相同机制也受到影响。湍流动能（TKE）谱表明，与PG相比，DG在小尺度下的TKE下降较慢H.阿洛伊【Physica D 247，No.1，54–65（2013；兹比尔1308.76133)]首次应用于可压缩混合层。对方程进行了修改，以更好地解释TKE在混合层中的传输。这个新的公式显示了压力强度功率（Sigma_l）所起的作用。对PG和DG混合层对过滤TKE方程的贡献进行了详细比较。 引用于5文件 MSC公司： 76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76层50 湍流中的压缩效应 关键词：可压缩湍流;剪切层湍流;湍流模拟 引文：Zbl 1308.76133号 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.Vadrot}等人，《流体力学杂志》。893，论文编号A10，39页（2020年；Zbl 1460.76559） 全文： 内政部 参考文献： [1] Almagro，A.，GarcíA-Villalba，M.&Flores，O.2017A可变密度低速湍流混合层的数值研究。《流体力学杂志》830、569-601·Zbl 1421.76109号 [2] Aluie，H.2013可压缩湍流中的尺度分解。《物理学》D247（1），54-65·Zbl 1308.76133号 [3] Anders，J.B.，Anderson，W.K.和Murthy，A.V.1999跨声速相似理论应用于重气体中的超临界翼型。《飞行器杂志》36（6），957-964。 [4] Argrow，B.M.1996稠密气体激波管流动的计算分析。冲击波6（4），241-248·Zbl 0866.76052号 [5] Bailly，C.和Comte-Bellot，G.2003湍流。《科学与技术》，CNRS版。 [6] Barre，S.&Bonnet，J.P.2015高可压缩超音速湍流平面混合层的详细实验研究以及与最新DNS结果的比较：旨在准确描述超音速自由剪切流中的压缩效应。Intl J.热流体流动51，324-334。 [7] Batchelor，G.K.1953均匀湍流理论。剑桥大学出版社·Zbl 0053.14404号 [8] Bethe，H.A.1942任意状态方程的冲击波理论。研究与开发，技术论文545。 [9] Bogdanoff，D.W.1983湍流剪切层中的压缩效应。美国汽车协会J.21（6），926-927。 [10] 鲍里索夫，A.A.、鲍里索娃，A.A.，库塔特拉泽，S.S.和纳科里亚科夫，V.E.1983临界液气点附近的Rarefaction激波。《流体力学杂志》126、59-73。 [11] Bradshaw，P.1966初始条件对自由剪切层发展的影响。《流体力学杂志》26（2），225-236。 [12] Bradshaw，P.1977可压缩湍流剪切层。每年。《流体力学评论》9（1），33-52·Zbl 0412.76049号 [13] Bredinthal，R.E.1992《音速涡流——可压缩湍流模型》。美国汽车协会J.30（1），101-104·Zbl 0739.76025号 [14] Brown，B.P.&Argrow，B.M.1998简单几何形状的非经典稠密气体流动。美国汽车协会J.36（10），1842-1847。 [15] Brown，G.L.和Roshko，A.194《湍流混合层中的密度效应和大结构》。《流体力学杂志》64（4），775-816·Zbl 1416.76061号 [16] De Bruin，I.2001空间湍流混合层的直接大涡模拟。埃因霍温理工大学博士论文。 [17] Cadieux，F.、Domaradzki，J.A.、Sayadi，T.、Bose，T.和Duchaine，F.2012DNS和LES中的中等雷诺数分离流。《2012年夏季计划会议录》，第77-86页。美国宇航局埃姆斯/斯坦福大学湍流研究中心。 [18] Chung，T.H.、Ajlan，M.、Lee，L.L.和Starling，K.E.1988非极性和极性流体输运特性的广义多参数关联。工业工程化学。第27（4）号决议，671-679。 [19] Cinnella，P.&Congedo，P.M.2005跨声速Bethe-Zel'dovich-Thompson流经翼型的气动性能。美国汽车协会J.43（2），370-378。 [20] Cinnella，P.&Congedo，P.M.2007稠密气体的无粘和粘性空气动力学。《流体力学杂志》580、179-217·Zbl 1113.76046号 [21] Colin，O.和Rudgyard，M.2000 LES高阶Taylor-Galerkin方案的开发。J.计算。《物理学》162（2），338-371·Zbl 0982.76058号 [22] Colonna，P.&Guardone，A.2006范德瓦尔斯模型下稠密蒸汽非经典气体动力学的分子解释。物理学。流体18（5），056101。 [23] Colonna，P.、Guardone，A.、Nannan，N.R.和Zamfirescu，C.2008稠密气体柔性不对称激波管的设计。事务处理。ASME流体工程杂志130（3），034501。 [24] Colonna，P.&Rebay，S.2004使用隐式高分辨率迎风Euler解算器对非结构化网格上的稠密气体流动进行数值模拟。国际期刊数字。方法。流体46（7），735-765·Zbl 1060.76586号 [25] Congedo，P.M.、Corre，C.和Cinnella，P.2007跨声速流动的翼型优化Bethe-Zel'dovich-Thompson流体。美国汽车协会J.45（6），1303-1316。 [26] Congedo，P.M.、Corre，C.和Cinnella，P.2011涡轮机械中致密气体效应的数值研究。计算。流体49（1），290-301·Zbl 1271.76291号 [27] Costello，M.G.、Flynn，R.M.和Owens，J.G.2000氟醚和氟胺。在柯克-奥瑟默化学技术百科全书中。约翰·威利父子公司。 [28] Cramer，M.S.1989选定氟碳化合物中的负非线性。物理学。流体A1（11），1894-1897。 [29] Cramer，M.S.1991经典气体的非经典动力学。《真实流体中的非线性波》，第91-145页。斯普林格·Zbl 0723.76078号 [30] Cramer，M.S.和Crickenberger，A.B.1991稠密气体中激波的耗散结构。《流体力学杂志》223、325-355·Zbl 0717.76075号 [31] Cramer，M.S.&Kluwick，A.1984关于既表现出正非线性又表现出负非线性的波的传播。《流体力学杂志》142，9-37·Zbl 0577.76073号 [32] Cramer，M.S.&Park，S.1999Bethe-Zel'dovich-Thompson流体中冲击诱导分离的抑制。《流体力学杂志》393，1-21·兹伯利0970.76052 [33] Cramer，M.S.&Sen，R.1986具有负非线性嵌入区域的流体中的冲击形成。物理学。流体29（7），2181-2191·Zbl 0623.76071号 [34] Dai，Q.，Jin，T.，Luo，K.&Fan，J.2018三维空间发展可压缩混合层中颗粒弥散的直接数值模拟。物理学。流感30（11），113301。 [35] Desoutter，G.，Habchi，C.，Cuenot，B.&Poinsot，T.2009DNS和蒸发液膜上湍流边界层的建模。《国际热质传递杂志》52（25-26），6028-6041·Zbl 1177.80074号 [36] Dura Galiana，F.J.、Wheeler，A.P.S.和Ong，J.2016A有机朗肯循环涡轮机尾部损失研究。《涡轮机械杂志》138（12），121003。 [37] Fergason，S.H.和Argrow，B.M.2001非经典稠密气体动力学模拟。在科罗拉多州阿纳海姆举行的第35届AIAA热物理会议上。 [38] Fergason，S.H.，Ho，T.L.，Argrow，B.M.&Emanuel，G.2001激波管中产生单相稀疏激波的理论。《流体力学杂志》445、37-54·Zbl 1005.76051号 [39] Freund，J.B.、Lele，S.K.和Moin，P.2000湍流环形混合层中的压缩效应。第1部分。湍流和增长率。《流体力学杂志》421，229-267·Zbl 0998.76036号 [40] From，C.S.，Sauret，E.，Armfield，S.W.，Saha，S.C.&Gu，Y.T.2017旋流锥形扩散器中的湍流稠密气流特性。计算。液体149、100-118·兹比尔1390.76432 [41] Fu，S.&Li，Q.2006可压缩混合层的数值模拟。《国际热流杂志》27（5），895-901。 [42] Garnier，E.、Adams，N.和Sagaut，P.2009可压缩流动的大涡模拟。施普林格科技与商业媒体·Zbl 1179.76005号 [43] Giauque，A.，Corre，C.&Menghetti，M.2017稠密气体中均匀各向同性湍流的直接数值模拟。物理杂志：确认序列821（1），012017。 [44] Grieser，D.R.&Goldthwaite，W.H.1963低温低压下气态空气粘度的实验测定。俄亥俄州哥伦布市巴特尔纪念研究所技术代表。 [45] Guardone，A.、Vigevano，L.和Argrow，B.M.2004稠密气体动力学热力学模型评估。物理学。流体16（11），3878-3887·Zbl 1187.76193号 [46] Harinck，J.、Colonna，P.、Guardone，A.和Rebay，S.2010a涡轮膨胀机二维流动模拟中热力学模型的影响。J.Turbomach.132（1），011001。 [47] Harinck，J.、Turunen-Saaresti，T.、Colonna，P.、Rebay，S.和Van Buijtenen，J.2010b高膨胀比径向有机朗肯循环涡轮定子的计算研究。事务处理。ASME J.工程燃气轮机功率132（5），054501。 [48] Hayes，W.D.1958气体动力学不连续性的基本理论，气体动力学的基本原理。《高速空气动力学和喷气推进》（编辑：Emmons，H.W.），第416-481页。普林斯顿大学出版社。 [49] Invernizzi，C.M.2010斯特林发动机使用具有强烈真实气体效应的工作流体。申请。热量。工程30（13），1703-1710。 [50] Kirillov，N.G.2004现代天然气液化技术分析。化学。汽油。工程40（7-8），401-406。 [51] Kluwick，A.2004稠密气体的内部流动。《机械学报》169（1-4），123-143·Zbl 1063.76083号 [52] Kolmogorov，A.N.1941不可压缩粘性流体中湍流的局部结构，适用于非常大的雷诺数。多克。阿卡德。诺克SSSR30（4），299-303。 [53] Kritsuk，A.G.，Norman，M.L.，Paolo Padoan，A.N.D.&Wagner，R.2007超音速等温湍流统计。天体物理学。J.665（1），416-431。 [54] Kutateladze，S.S.，Nakoryakov，V.E.&Borisov，A.A.1987液体和气液介质中的Rarefaction波。每年。《流体力学评论》19（1），577-600·Zbl 0646.76084号 [55] Liepmann，H.W.&Laufer，J.1947自由湍流混合研究。NACA技术说明1257。 [56] Luo，K.H.&Sandham，N.D.1994关于可压缩混合层中小尺度的形成。在直接和大型仿真I中，第335-346页。斯普林格。 [57] Martin，J.J.和Hou，Y.1955气体状态方程的发展。AIChE J.2（4），第142-151页。 [58] Martin，J.J.、Kapoor，R.M.和De Nevers，N.1959气体状态方程的改进。AIChE J.5（2），159-160。 [59] Martínez Ferrer，P.J.，Lehnasch，G.&Mura，A.2017高速反应混合层中的压缩性和放热效应I.增长率和湍流特性。库布斯特。火焰180（M），284-303。 [60] Mathijssen，T.、Gallo，M.、Casati，E.、Nannan，N.R.、Zamfirescu，C.、Guardone，A.和Colonna，P.2015柔性非对称激波管（FAST）：用于测量有机流体高温蒸汽中波传播的路德维希管设施。实验流体56（10），1-12。 [61] Menikoff，R.&Plohr，B.J.1989真实材料流体流动的黎曼问题。修订版Mod。《物理学》61（1），75·Zbl 1129.35439号 [62] Merle，X.和Cinnella，P.2014稠密气流中热力学不确定性的贝叶斯量化。可靠性工程系统。安全134、305-323。 [63] Moin，P.&Mahesh，K.1998直接数值模拟：湍流研究中的工具。每年。《流体力学评论》30（1），539-578·Zbl 1398.76073号 [64] Monaco，J.F.，Cramer，M.S.和Watson，L.T.1997级联配置中稠密气体的超音速流动。《流体力学杂志》330、31-59·Zbl 0895.76038号 [65] Okong'O，N.A.和Bellan，J.2002过渡超临界二元混合层的直接数值模拟：庚烷和氮。《流体力学杂志》464，1-34·兹比尔1062.76029 [66] Pantano，C.&Sarkar，S.2002A使用直接模拟研究高速湍流剪切层中的压缩效应。《流体力学杂志》451，329-371·Zbl 1156.76403号 [67] Papamoschou，D.&Roshko，A.1988可压缩湍流剪切层：实验研究。《流体力学杂志》197，453-477。 [68] Pirozzoli，S.、Bernardini，M.、Marié，S.&Grasso，F.2015可压缩混合层的早期演化，由两股湍流形成。《流体力学杂志》777196-218·Zbl 1381.76115号 [69] Poinsot，T.J.&Lele，S.K.1992可压缩粘性流直接模拟的边界条件。J.计算。《物理学》101（1），104-129·Zbl 0766.76084号 [70] Rogers，M.M.&Moser，R.D.1994自相似湍流混合层的直接模拟。物理学。流体6（2），903-923·Zbl 0825.76329号 [71] Rusak，Z.和Wang，C.W.1997带抛物线鼻的翼型周围稠密气体的跨音速流动。《流体力学杂志》346，1-21·兹比尔0913.76042 [72] Sandham，N.D.和Reynolds，W.C.1990可压缩混合层——线性理论和直接模拟。美国汽车协会J.28（4），618-624。 [73] Sarkar，S.1995湍流剪切流中可压缩性的稳定作用。《流体力学杂志》282163-186·Zbl 0825.76309号 [74] Sarkar，S.、Erlebacher，G.、Hussaini，M.Y.和Kreiss，H.O.1991可压缩湍流中扩张项的分析和建模。《流体力学杂志》227、473-493·Zbl 0721.76037号 [75] Sarkar，S.&Lakshmanan，B.1991《雷诺应力湍流模型在可压缩剪切层中的应用》。美国汽车协会J.29（5），743-749。 [76] Sciacovelli，L.，Cinnella，P.，Content，C.&Grasso，F.2016无粘均匀各向同性湍流中的稠密气体效应。《流体力学杂志》800、140-179·Zbl 1460.76363号 [77] Sciacovelli，L.，Cinnella，P.&Gloerfelt，X.2017a稠密气体超声速湍流通道流动的直接数值模拟。《流体力学杂志》821153-199·兹比尔1383.76293 [78] Sciacovelli，L.，Cinnella，P.&Grasso，F.2017b稠密气体可压缩均匀各向同性湍流的小尺度动力学。《流体力学杂志》825，515-549·Zbl 1374.76084号 [79] Shuely，W.J.1996基于因子分析中液态性质极值的模型液体选择。马里兰州阿德本试验场埃奇伍德研究开发与工程中心技术代表。 [80] Spinelli，A.，Dossena，V.，Gaetani，P.，Osnaghi，C.&Colombo，D.2010有机蒸汽试验台的设计。2010年美国机械工程师协会涡轮展：陆、海、空动力，第109-120页。纸张N。 [81] Spinelli，A.、Pini，M.、Dossena，V.、Gaetani，P.和Casella，F.2013有机蒸汽试验台的设计、模拟和建造。事务处理。ASME J.工程燃气轮机动力135（4），042304。 [82] Stephan，K.和Laesecke，A.1985流体空气的导热性。物理学杂志。化学。参考数据14（1），227-234。 [83] Stull，D.R.&Prophet，H.1971 Janaf热化学表。技术代表国家标准参考数据系统。 [84] 萨瑟兰，W.1893LII。气体的粘度和分子力。伦敦。爱丁堡。都柏林Phil.Mag.J.Sci.36（223），507-531。 [85] Tanahashi，M.，Iwase，S.&Miyauchi，T.2001湍流混合层中相干细尺度涡旋的外观和应变率对齐。《透平杂志》2（6），1-17·Zbl 1082.76538号 [86] Thompson，P.A.1971气体动力学的基本导数。物理学。流体14（9），1843-1849·Zbl 0236.76053号 [87] Thompson，P.A.和Lambrakis，K.C.1973负冲击波。《流体力学杂志》60（1），187-208·Zbl 0265.76085号 [88] Vadrot，A.，Giauque，A.&Corre，C.2019用直接数值模拟研究湍流稠密气体流动。在法国议会。AFM公司·Zbl 1460.76559号 [89] Vreman，A.W.、Sandham，N.D.和Luo，K.H.1996可压缩混合层增长率和湍流特征。《流体力学杂志》320、235-258·Zbl 0875.76159号 [90] Wagner，B.&Schmidt，W.1978低温风洞中真实气体效应的理论研究。美国汽车协会J.16（6），580-586。 [91] Wang，C.-W.和Rusak，Z.1999薄翼型跨音速BZT气体流动的数值研究。《流体力学杂志》396、109-141·Zbl 0967.76046号 [92] Wang，J.，Wan，M.，Chen，S.&Chen，S.2018可压缩各向同性湍流中的动能传递。《流体力学杂志》841、581-613·兹比尔1419.76252 [93] Wheeler，A.P.S.&Ong，J.2013稠密气体动力学对有机朗肯循环涡轮机性能的作用。事务处理。ASME J.工程燃气轮机动力135（10），102603。 [94] White，F.M.1998流体力学。McGraw-Hill机械工程系列。 [95] Zel’Dovich，J.1946关于稀薄激波的可能性。Zh公司。埃克斯普·特尔。图16（4），363-364。 [96] Zeman，O.1990《膨胀耗散：可压缩混合层建模中的概念和应用》。物理学。流体A2（2），178-188。 [97] Zhou，Q.，He，F.&Shen，M.Y.2012空间发展可压缩平面混合层的直接数值模拟：流动结构和平均流动特性。《流体力学杂志》711，1-32·Zbl 1275.76133号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。