变物性强制空气对流中的摩擦与传热

我们建立了一个理论框架，用于预测变物性强制空气对流中的摩擦系数和传热系数。借鉴高速壁面湍流（同样涉及显著的温度、粘度和密度变化）中的概念，我们利用平均动量平衡和平均热平衡方程，开发了积分变换来考虑流体物性变化的影响。然后，利用被动标量输运理论的普适性，逆向应用这些变换来预测摩擦和传热系数。我们提出的方法使用来自直接数值模拟的综合数据集进行了验证，该数据集涵盖了加热和冷却条件，摩擦雷诺数最高约达 $\Rey_\tau\approx 3200$。预测的摩擦和传热系数与 DNS 数据高度吻合，精度在 1-2% 以内，相较于当前最先进水平有显著提升。