S.Pirozzoli公司,F.格拉索,T.B.Gatski;空间演变超音速湍流边界层的直接数值模拟与分析M=2.25.流体物理学2004年3月1日;16 (3): 530–545.https://doi.org/10.1063/1.1637604
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空间发展的超音速绝热平板边界层流动(M(M)∞=2.25和重新θ≈4000)采用直接数值模拟的方法进行了分析。该数值算法基于三维Navier–Stokes方程的混合加权本质非振荡紧致差分方法。主要目的是评估莫尔科文假设和雷诺类比的有效性,并分析湍流产生、耗散和输送的控制机制。结果表明,所研究的超音速边界层湍流的基本动力学与不可压缩模式非常相似。Van Driest变换后的平均速度遵循不可压缩的球定律,平均静态温度场与平均速度呈二次依赖关系,正如Crocco–Busemann关系所预测的那样。发现总温度并非完全均匀,总温度波动不可忽略。一致地,湍流普朗特尔数不是统一的,在边界层外部,它在0.7到0.8之间变化。尽管如此,修改后的强雷诺类比仍得到验证。与低马赫数结果一致,流向速度分量和温度只有微弱的反相关。湍流动能收支也与不可压缩情况相似,前提是方程的所有项都适当缩放;事实上,在整个边界层中,主要的压缩性贡献是可以忽略不计的。
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