可压缩槽道湍流中的可压缩效应研究

本文对马赫数为3和4.3的可压缩槽道湍流进行了直接数值模拟研究,结合之前马赫数为0.3, 0.5和1.5的算例,获得了一个可压缩槽道湍流数据库.在此基础上,我们研究了流场统计行为,速度温度条带结构和温度脉动的平衡方程.结果显示,平均速度场、温度场和速度温度耦合量等在半局部坐标下都能呈现出相近的统计行为,统计特性主要依赖于平均密度和平均黏度,这说明Morkovin假设在当前马赫数下范围(0.3–4.3)是可用的.同时数据显示高马赫数下可压缩性明显增强,可压缩性的增加使近壁条带结构更加稳定,但是可压缩性引起的胀压耗散在总湍流耗散中的占比依然很小且可以忽略.