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关于体积粘度在可压缩反应剪切层发展中的作用。 (英语) Zbl 1472.76124号

小结:尽管在斯托克斯参考工作之后进行了150年的研究,但应该承认,关于体积粘度效应在学术和实际感兴趣的流动中的重要性,文献中仍存在一些混淆。一方面,可以很容易地表明,体积粘度的忽略(即,\(\ kappa=0\))对于单原子气体是严格精确的。如果剪切粘度(mu)与体积粘度(kappa)之比足够大,相应的体积粘度效应也不太可能改变流场动力学。另一方面,对于多原子气体,分散的可用实验和数值数据表明,它肯定不是零,实际上往往远远不能忽略不计。因此,由于比率\(\kappa/\mu\)可以显示出显著的变化,并且可能会达到非常大的值(对于二氢,它可能会超过30),所以忽略\(\ kappa/\)的影响程度尚不清楚。因此,本研究的目的是分析体积粘度和相关过程可能改变典型湍流的机制。在这种情况下,我们对空间发展的可压缩非反应性和反应性氢-空气剪切层与倾斜冲击波相互作用进行了直接数值模拟(DNS)。相应的流场对于各种反应性高速流动应用特别重要,例如超燃冲压发动机。相应的计算要么忽略了体积粘度(\(\kappa=0\))的影响,要么通过使用库评估其值来将其考虑在内。对存在或不存在体积粘度效应的二维情况下所得结果的定性检验表明,当考虑体积粘度时,混合层的局部和瞬时结构可能会发生深刻变化。这与一些平均统计量(例如,涡度-厚度增长率)形成对比,这些平均统计量对体积粘度没有表现出任何显著的敏感性。然后从三维反应模拟中评估涡度、雷诺应力分量和湍流动能(TKE)预算。对能量传递和耗散贡献进行了轻微修改。从获得的结果来看,可以预计,精细大涡模拟(LES)可能对体粘度的考虑相当敏感,而基于统计平均值的雷诺平均Navier-Stokes(RANS)模拟则不敏感。

MSC公司:

76伏05 流动中的反应效应
76层50 湍流中的压缩效应
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76层80 湍流燃烧;反应湍流

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全文: 内政部 哈尔

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