可压缩流态下流向行波降低湍流阻力的研究
流体动力学
2023-12-18 v1
摘要
本文评估了展向速度的流向行波在可压缩流态下降低湍流摩擦阻力的能力。通过直接数值模拟比较了亚音速、跨音速和超音速槽道流中的减阻效果。可压缩性提高了行波的收益，其方式取决于控制参数：在小频率和波数下，减阻效果优于不可压缩情况。然而，这种改善取决于所采用的比较程序。当改变Mach数并同时通过控制改变壁面摩擦时，流动中的体温度可以随时间自由演化，直到气动加热与壁面热通量平衡；也可以施加约束，使得固定比例的动能转化为热能。物理上的论证表明，在当前背景下，应优先采用后一种方法。它不仅提供了一种测试条件，使壁面法向温度分布更真实地模拟外部流动中的情况，而且在Mach数和控制参数上都带来了更好的结果缩放。在这种比较下，可压缩性仅略微改善了减阻效果。
引用
@article{arxiv.2312.09929,
title = {Turbulent drag reduction with streamwise travelling waves in the compressible regime},
author = {Federica Gattere and Massimo Zanolini and Davide Gatti and Matteo Bernardini and Maurizio Quadrio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.09929},
year = {2023}
}
备注
Submitted to J. Fluid Mech., 22 pages