目錄
前言
第1章 基本概念 1
1.1 超聲速湍流邊界層 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 超聲速湍流邊界層中的湍流結構 3
1.2 湍流數(shù)值模擬方法 6
1.2.1 流動控制方程 6
1.2.2 雷諾平均方法 7
1.2.3 SST k-ω模型 9
1.2.4 大渦模擬方法 11
1.2.5 亞格子模型 12
1.3 壓力梯度邊界層 13
1.3.1 順壓力梯度邊界層 14
1.3.2 逆壓力梯度邊界層 17
1.3.3 受壁面曲率效應影響的邊界層 20
1.4 受擾動的超聲速湍流邊界層 23
1.4.1 受二維激波干擾的超聲速湍流邊界層 24
1.4.2 受三維激波干擾的超聲速湍流邊界層 27
1.5 本書概要 32
參考文獻 33
第2章 順壓力梯度作用下的超聲速湍流邊界層 44
2.1 順壓力梯度平板邊界層流動 44
2.1.1 順壓力梯度平板邊界層直接數(shù)值模擬方法及驗證 44
2.1.2 順壓力梯度平板邊界層平均流動特性 47
2.1.3 順壓力梯度平板邊界層湍流結構 52
2.1.4 順壓力梯度平板邊界層湍流統(tǒng)計特性 60
2.2 順壓力梯度膨脹拐角邊界層流動 64
2.2.1 膨脹拐角邊界層直接數(shù)值模擬方法及驗證 64
2.2.2 膨脹拐角恢復區(qū)的平均流動特性 66
2.2.3 膨脹拐角恢復流動中的瞬時湍流結構 72
2.2.4 膨脹拐角湍流強度與湍動能分析 80
2.2.5 膨脹拐角流動實驗觀測 87
2.3 順壓力梯度凸曲壁邊界層流動 91
2.3.1 凸曲壁邊界層直接數(shù)值模擬方法及驗證 91
2.3.2 凸曲壁邊界層平均流動特性 94
2.3.3 凸曲壁邊界層湍流結構 98
2.3.4 凸曲壁邊界層湍流統(tǒng)計特性 103
2.3.5 凸曲壁邊界層實驗觀測 107
2.4 本章小結 114
參考文獻 115
第3章 超聲速逆壓力梯度平板邊界層 118
3.1 逆壓力梯度平板邊界層 118
3.2 逆壓力梯度平板邊界層的典型特征 120
3.2.1 逆壓力梯度平板邊界層的時均特性 120
3.2.2 瞬態(tài)流場與湍流結構 130
3.2.3 湍動能分析 138
3.3 逆壓力梯度的作用機制 146
3.4 本章小結 149
參考文獻 150
第4章 超聲速凹曲壁邊界層 152
4.1 超聲速凹曲壁邊界層的組織結構 152
4.1.1 湍流結構的三維時空演化 152
4.1.2 湍流結構的空間相關性 160
4.2 流向凹曲率對超聲速湍流邊界層統(tǒng)計特性的影響 166
4.2.1 凹曲壁邊界層的統(tǒng)計特性 166
4.2.2 不同曲率對邊界層的影響 183
4.3 凹曲壁影響超聲速湍流邊界層的物理機制 187
4.4 本章小結 194
參考文獻 195
第5章 平面激波/湍流邊界層干擾流場 196
5.1 平面激波/湍流邊界層干擾流場分析 196
5.1.1 流場激波結構分析 196
5.1.2 流場自由干擾特性與能量平衡 201
5.2 不同強度激波作用下的平面激波/湍流邊界層干擾流場瞬態(tài)特性 208
5.2.1 瞬態(tài)流場結構 208
5.2.2 流場拉格朗日擬序結構分析 213
5.3 不同壁溫下的平面激波/湍流邊界層干擾流場特性 216
5.3.1 流場時均特性分析 218
5.3.2 不同壁溫下流場瞬態(tài)結構及分析 222
5.4 本章小結 228
參考文獻 228
第6章 受擾動的超聲速湍流邊界層 229
6.1 受橫向射流影響的湍流邊界層 229
6.1.1 實驗與數(shù)值模擬設置 229
6.1.2 射流流場實驗觀測 231
6.1.3 邊界層內(nèi)部射流結構與流場 238
6.1.4 邊界層湍流特性 248
6.1.5 數(shù)值仿真結果 256
6.2 受圓柱突起影響的湍流邊界層 262
6.2.1 實驗與數(shù)值模擬設置 262
6.2.2 受圓柱影響的邊界層流場觀測 264
6.2.3 圓柱附近邊界層內(nèi)部結構與流動 268
6.2.4 圓柱影響與內(nèi)邊界層湍流特性 276
6.3 本章小結 285
參考文獻 285