翼型剖面周围直至 Rec = 1,000,000 的湍流边界层
流体动力学
2019-04-17 v1
摘要
本文评估了在 NACA4412 翼型吸力面上发展的逆压梯度(APG)湍流边界层(TBL)中的雷诺数效应。为此,我们分析了基于自由来流速度与弦长、雷诺数范围从 Rec = 100,000 到 1,000,000 的四个算例,它们均具有 5 度攻角。采用四个高分辨率大涡模拟(LESs)的结果来表征雷诺数对承受近似相同压力梯度分布(由 Clauser 压力梯度参数 beta 定义)的 APG TBL 的影响。将翼型剖面与在匹配摩擦雷诺数下的零压梯度(ZPG)数据进行对比表明,在近似相同的 beta 分布下,较低雷诺数的边界层对压力梯度效应更为敏感。这反映在内尺度化的边界层外缘速度 Ue+、形状因子 H、外区雷诺应力张量的分量以及湍流动能的外区产生上。较低 Rec 算例中观测到的更大的壁法向速度和外尺度化脉动支持了这一结论。因此,我们的结果表明,两种互补机制促成了 TBL 外区的发展及大尺度含能结构的形成:一种机制与雷诺数增加相关,另一种与 APG 相连。本工作的未来扩展将致力于研究由 APG 和雷诺数增加引起的外区能量机制的差别。
引用
@article{arxiv.1904.07521,
title = {Turbulent boundary layers around wing sections up to Rec = 1,000,000},
author = {R. Vinuesa and P. S. Negi and M. Atzori and A. Hanifi and D. S. Henningson and P. Schlatter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.07521},
year = {2019}
}