高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究

	高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究
	童福林 ; 李欣 ; 于长平; 李新亮
发表期刊	力学学报
	2018-03-18
卷号	50 期号:2 页码:197-208
ISSN	0459-1879
摘要	高超声速激波与湍流边界层干扰会导致飞行器表面出现局部热流峰值,严重影响飞行器气动性能和飞行安全.针对高马赫数激波干扰问题,以往数值研究多采用雷诺平均方法,而在直接数值模拟方面的相关工作较为少见.开展高超声速激波与湍流边界层干扰的直接数值模拟研究,有助于进一步提升对其复杂流动机理认识和理解,同时也将为现有湍流模型和亚格子应力模型的改进提供理论依据.采用直接数值模拟方法对来流马赫数6.0,34 ◦压缩拐角内激波与湍流边界层的干扰问题进行了研究.基于雷诺应力各向异性张量,分析了高超声速湍流边界层在压缩拐角内的演化特性.通过对湍动能输运方程的逐项分析,系统地研究了可压缩效应对湍动能及其输运的影响机制.采用动态模态分解方法,探讨了干扰流场的非定常运动历程.研究结果表明,随着湍流边界层往下游发展,近壁湍流的雷诺应力状态由两组元轴对称状态逐渐演化为两组元状态,外层区域则由轴对称膨胀趋近于各向同性.干扰流场内存在强内在压缩性效应(声效应),其对湍动能输运的影响主要体现在压力--膨胀项,而对膨胀--耗散项影响较小.高超声速下压缩拐角内的非定常运动仍存在以分离泡膨胀/收缩为特征的低频振荡特性,其物理机制与分离泡剪切层密切相关.
关键词	高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟湍动能低频振荡
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
项目资助者	国家自然科学基金,国家重点研发计划
CSCD记录号	CSCD:6214644
论文分区	二类
力学所作者排名	3
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/77757
专题	高温气体动力学国家重点实验室
作者单位	1.中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 2.中国科学院力学研究所 3.中国科学院大学工程科学学院
推荐引用方式 GB/T 7714	童福林,李欣,于长平,等. 高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究[J]. 力学学报,2018,50,2,:197-208.
APA	童福林,李欣,于长平,&李新亮.(2018).高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究.力学学报,50(2),197-208.
MLA	童福林,et al."高超声速激波湍流边界层干扰直接数值模拟研究".力学学报 50.2(2018):197-208.

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