可压缩湍流边界层平均场的解析刻画

项目名称： 可压缩湍流边界层平均场的解析刻画

项目编号： No.11372008

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 毕卫涛

作者单位： 北京大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 可压缩湍流边界层广泛存在于航空航天和动力工程中，由于存在马赫数、雷诺数、壁面温度等多种效应的耦合，其平均场行为和物理机制非常复杂，制约了人们提出有效的定量理论用于工程设计和湍流数值计算。本项目将发展可压缩湍流边界层平均场的解析理论。这一目标立足于申请人及所在团队近年在不可压缩壁湍流的结构系综动力学、可压缩湍流边界层的马赫数效应及温度平均场的定量刻画等方面取得的创新性成果。其中结构系综动力学理论基于壁湍流的普适对称性原理，获得了不可压缩规范壁湍流平均场在任意雷诺数下的解析表达。本项目将通过对可压缩湍流边界层直接数值模拟数据的分析，发展可压缩湍流边界层的结构系综动力学。通过建立结构系综动力学序参量的物理模型，获取适用于各种流动控制参数的可压缩湍流边界层速度及温度平均场的解析表达。并据此对Morkovin假设、雷诺比拟等理论的物理基础和成立条件进行研究。本项目还将开展压缩拐角的结构系综动力学研究

中文关键词： 可压缩湍流边界层；平均场；对称性；压缩拐角；直接数值模拟

英文摘要： Compressible turbulent boundary layers (CTBL) are ubiquitous in aerospace and power engineering. Because of the interactions of the effects of Mach number, Reynolds number and wall temperature, the physical mechanism and the behavior of the mean field dis

英文关键词： compressible turbulent boundary layer；mean field；symmetry；compression ramp；direct numerical simulation