基于局部间歇因子的界面不稳定性诱发湍流混合的雷诺平均转捩模型

准确预测由界面不稳定性诱发的混合转捩对工程应用至关重要，但数十年来仍是一大挑战。对工程实践而言，雷诺平均 Navier-Stokes 模拟（RANS）是最可行的方法。然而，现有针对混合问题的 RANS 模型多专为充分发展湍流设计，未能刻画转捩的局部时空依赖特性。本研究将航空航天工程中边界层转捩广泛使用的间歇因子（记为 $\gamma$）思想推广至混合问题。具体地，基于局部流场变量建立 $\gamma$ 的输运方程，用以描述转捩的局部时空依赖特性。进而，将 $\gamma$ 耦合进广泛使用的 K-L 湍流混合模型，以约束主导混合演化的两个关键产物源项，即雷诺应力与浮力效应。随后，对两个具有显著转捩效应的重击波 Richtmyer-Meshkov 混合算例的模拟证实，所提模型对混合转捩预测表现良好。据我们所知，这是首项为 RANS 混合转捩模型提出间歇因子额外输运方程的研究。更重要的是，本建模框架灵活，有潜力应用于其他 RANS 模型。其为更先进的混合转捩建模提供了有前景的策略。