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《激波-湍流邊界層干擾問題的直接數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文激激激波波波-湍湍湍流流流邊邊邊界界界層層層干干干擾擾擾問問問題題題的的的直直直接接接數(shù)數(shù)數(shù)值值值模模模擬擬擬Directnumericalsimulationonshock-wave/turbulent-boundary-layerinteraction學(xué)科專業(yè)：流體力學(xué)研究生：葉明生指導(dǎo)教師：董明副教授天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2017年5月萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天天天津津津大大大學(xué)學(xué)學(xué)或
2、其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名:簽字日期:年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天天天津津津大大大學(xué)學(xué)學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天天天津津津大大大學(xué)學(xué)學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:簽字日期:年月日簽字日期:年月日萬方數(shù)據(jù)中中中文文文摘摘摘要
3、要要激波-湍流邊界層的干擾是航天航空工程中常見的流動現(xiàn)象，工程中常借助湍流模式對其流場進(jìn)行計算。但是，Dolling(2001)與Roy&Blottne(2006)指出，傳統(tǒng)的湍流模式在對干擾區(qū)摩阻與熱流的計算中無一例外地失效。這是由于激波-湍流邊界層干擾問題涉及眾多復(fù)雜的物理過程，包括流動的分離與再附，激波與分離泡的低頻振蕩，干擾區(qū)壓力梯度與湍流脈動的顯著增強(qiáng)，以及分離區(qū)的再層流化等現(xiàn)象。由于這些現(xiàn)象背后的機(jī)理尚不清楚，因而目前對湍流模式的修正工作缺乏理論依據(jù)。本文以斜激波入射平板的模型為研究對象，采用直接數(shù)值模擬（DNS）的方法對激波與湍流邊界層干擾的整個物理過程
4、進(jìn)行了研究，主要得到以下結(jié)論：（1）通過與Pirzzoli&Bernardini(2011)和Morganetal.(2013)等文獻(xiàn)結(jié)果的對比，驗證了本文數(shù)值結(jié)果的可靠性。（2）通過對湍流場統(tǒng)計特性的分析，得到了壁面摩擦系數(shù)、壓力梯度、熱流通量、平均速度剖面以及雷諾應(yīng)力分布等。這些數(shù)據(jù)可做為進(jìn)一步湍流模式研究中的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。同時，本文還分析了分離泡內(nèi)的流動特征，驗證了回流區(qū)內(nèi)的層流化效應(yīng)。（3）把Skote&Henningson(2002)基于帶分離的不可壓縮湍流邊界層提出的壁面律推廣到可壓縮流動中，得到了適用于激波-湍流邊界層干擾問題的平均速度的新型壁面律。該壁面律
5、在DNS數(shù)據(jù)中得到了檢驗。關(guān)鍵詞：激波，湍流邊界層，湍流模式，分離，層流化，壁面律I萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTShockwave-turbulentboundarylayerinteraction(SWTBLI)isacommonphe-nomenoninaeronauticalengineering,andturbulencemodelsareusuallyemployedinnumericallypredictingits?ow?eld.However,aspointedoutbyDolling(2001)andcon?rmedbyamorerecentcompre
6、hensiveanalysisofRoy&Blottne(2006),thecon-ventionalturbulencemodelsareallfailedinprovidingasatisfactorypredictionontheskinfrictionandtheheat?uxinthecloseneighbourhoodoftheinteractingregion.ThereasonisthattheSWTBLIprobleminvolvesacertainnumberofcomplexphysicalphe-nomena,suchasthe?owsepar
7、ationandre-attachment,thelow-frequencyunsteadinessoftheshockmotionandtheseparationbubble,theenhancementofthepressuregradientandtheturbulent?uctuationintheinteractionregionandthere-laminarizatione?ectsintheseparationregion.Sincethemechanismsofthesephenomenahavenotbeenwellunderst
