平板表面边界层流态结构的数值模拟

采用γ-Reθt转捩模型对平板表面边界层进行了数值模拟,研究了边界层在法向和流向上的发展变化以及壁面粗糙度、来流风速、湍流度、压力梯度等因素对边界层发展的影响。研究结果表明：在转捩区间内壁面摩擦系数以及离壁面一定高度处的总压会发生突变,边界层厚度沿流向不断增厚但其增长率不断下降;层流边界层中黏应力占主导,湍流边界层中应力变化依次为黏应力占主导、黏应力不断下降而雷诺应力不断上升、雷诺应力占主导,分别对应层流底层、过渡层、对数层与外层;转捩过程中黏应力在壁面处达到的峰值不断增大而其衰减变得更快,雷诺应力的峰值不断增大但达到峰值时对应的法向高度不断降低;粗糙度的增大使湍流边界层黏性底层消失,对数律层下移;湍流度和风速的增大使转捩提前,转捩区间缩短,同时降低了湍流边界层增长率;压力梯度则对湍流边界层增长率影响很大,逆压梯度易使边界层快速增厚。