針對高超聲速湍流邊界層開展了直接數(shù)值模擬研究,對高溫氣體效應與湍流的耦合作用機理進行了分析。研究表明,高溫氣體效應使邊界層內(nèi)平均溫度顯著降低,平均密度顯著升高。對于湍流脈動量,高溫氣體效應對溫度脈動有較強的抑制作用,而對流向及壁面法向速度脈動和密度脈動的影響趨勢在近壁面區(qū)域和邊界層外層是相反的。在近壁面區(qū)域,流向和壁面法向速度脈動和密度脈動都被增強,而在邊界層外層,高溫氣體效應則會抑制該速度脈動和密度脈動。在整個邊界層內(nèi),高溫氣體效應使展向速度脈動降低。對于邊界層內(nèi)的雷諾應力,在y+>500區(qū)域,高溫氣體效應會使雷諾應力值減小;而在y+<500的近壁面區(qū)域內(nèi),高溫氣體效應明顯增大了雷諾應力值,進而增強了湍流引起的動量交換,從而使壁面處速度梯度增加,最終使摩擦阻力增加。對壁面熱流,高溫氣體效應引起的較明顯的平均溫度降低使得壁面溫度梯度降低,導致熱流降低。高溫氣體效應使壁面平均壓強和脈動壓強均增加。 

【文章來源】：空氣動力學學報. 2020,38(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

入口湍流邊界生成方法示意

脈動速度結(jié)果的對比如圖5所示。實驗測量的urms用u*進行無量綱化。u*定義為u*=（τw/ρ）1/2�？梢钥吹剑珼NS的urms峰值結(jié)果略低于實驗的，整體而言，DNS的脈動速度結(jié)果與實驗結(jié)果較為一致。圖3 平均密度型結(jié)果對比

平均密度型結(jié)果對比

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3573365