空间发展的超音速绝热平板边界层流动(M(M)=2.25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。

1
M.M.先生。
Rai公司
,
T.B.公司。
加茨基
、和
G.公司。
埃勒巴赫
, “
空间演变可压缩湍流边界层的直接数值模拟
,“AIAA巴普。95-0583 (1995).
2
Y.Guo和N.A.Adams,“高壁温超声速湍流边界层的数值研究”,斯坦福大学湍流研究中心夏季项目论文集(1994年),第245页。
三。
瑞典。
瓜里尼
,
钢筋混凝土。
莫瑟
,
英国。
谢里夫
、和
答:。
沃伊
, “
马赫数为2.5的超声速湍流边界层的直接数值模拟
,”
J.流体力学。
414
,
1
(
2000
).
4
T。
梅德
,
不适用。
亚当斯
、和
L。
克莱塞
, “
用扩展时间方法直接模拟湍流超声速边界层
,”
J.流体力学。
429
,
187
(
2001
).
5.
T.B.公司。
盖茨基
G.公司。
埃勒巴赫
, “
空间演变超声速湍流边界层的数值模拟
,“NASA技术备忘录。2002-211934 (2002).
6
M.V.Morkovin,“压缩性对湍流的影响”,in湍流的Mécanique de la Turbulence由A.Favre编辑(CNRS,巴黎,1961),第367页。
7
P.G.公司。
,
G.编号。
科尔曼
、和
第页。
布拉德肖
, “
可压缩湍流通道流动:DNS结果和建模
,”
J.流体力学。
305
,
185
(
1995
).
8
H.H.公司。
费恩霍尔茨
P.J.公司。
芬利
, “
可压缩湍流边界层数据的关键汇编
,“AGARDograph 223,案例5501501(1977)。
9.
J.A.公司。
马萨德
, “
高速边界层中转捩与失稳模式的关系
,”
美国汽车协会J。
33
,
774
(
1994
).
10
通用标准。
C.W.公司。
, “
加权ENO方案的有效实施
,”
J.计算。物理学。
126
,
202
(
1996
).
11
C.-W.公司。
, “
双曲守恒律的本质非振荡和加权本质非振荡格式,“
非线性双曲方程的高级数值逼近
,编辑人
答:。
Quarteroni公司
《施普林格数学讲义》第1697卷(施普林格,纽约,1998年),第425-432页。
12
美国。
皮罗佐利
,
F、。
格拉索
、和
答:。
达安德里亚
, “
冲击波与两个反向旋转涡流的相互作用:冲击动力学和声音产生
,”
物理学。流体
13
,
3460
(
2001
).
13
C.W.公司。
美国。
奥瑟
, “
本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现
,”
J.计算。物理学。
77
,
439
(
1988
).
14
F.M.怀特,粘性流体流动(McGraw–Hill,纽约,1974)。
15
T·J。
普安索
韩国。
莱勒
, “
可压缩粘性反应流直接模拟的边界条件
,”
J.计算。物理学。
101
,
104
(
1992
).
16
中华人民共和国。
斯帕拉特
, “
湍流边界层的直接模拟重新θ=1410,
J.流体力学。
187
,
61
(
1988
).
17.
A.J.Smits和J.P.Dussauge,超声速流动中的湍流剪切层(美国物理研究所,纽约,1996年)。
18
D.E.博士。
科尔斯
, “
湍流边界层中的尾迹规律
,”
J.流体力学。
1
,
191
(
1956
).
19.
E。J。
霍普金斯大学
米。
井上
, “
超音速和高超音速马赫数平板湍流表面摩擦和传热预测理论的评估
,”
美国汽车协会J。
9
,
993
(
1971
).
20
J.C.Rotta,“可压缩流动中传热的湍流边界层”,AGARD报告。第2811960号。
21
P.S.Klebanoff,“零压力梯度边界层湍流特性”,NCA报告。第1247号,1955年。
22
L.P.公司。
Erm(错误)
邮政编码:。
朱伯特
, “
低雷诺数湍流边界层
,”
J.流体力学。
230
,
1
(
1991
).
23
答:E。
佩里
J·D·。
, “
零压力颗粒湍流边界层附加涡假设的实验支持
,”
J.流体力学。
218
,
1
(
1990
).
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