面向各类非标准壁面有界可压缩湍流的流速变换

本工作通过将几种流行的流速剖面变换应用于若干类型的非标准可压缩壁面有界湍流，对其进行了评估。具体而言，本工作探讨了具有离解和振动激发的高焓边界层、超临界槽道流与边界层流，以及具有压力梯度的绝热边界层的 DNS 数据库。所考虑的变换包括 van Driest [Van Driest, J. Aeronaut. Sci., 18(1951):145-216]、Zhang 等人 [Zhang et al., Phys. Rev. Lett., 109(2012):054502]、Trettel-Larsson [Trettel and Larsson, Phys. Fluids, 28(2016):026102]、数据驱动 [Volpiani et al., Phys. Rev. Fluids, 5(2020):052602] 以及基于总应力的 [Griffin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 118(2021):e2111144118] 变换。Trettel-Larsson 变换使高焓时间边界层的流速剖面坍缩，但对所考虑的空间边界层则不然。对于超临界槽道流，Trettel-Larsson 变换在整个内层也表现良好。上述变换均不适用于超临界边界层。对于所有考虑的方法，具有弱压力梯度的边界层的变换后流速剖面与普适不可压缩壁面律吻合良好。总之，这些流行方法在对数区对非标准可压缩壁面有界流均未能提供一致的性能，需要一种考虑这些不同物理机制的更复杂版本。数据驱动和基于总应力的变换在所有考虑流动的黏性子层中均表现良好。