壁面冷却对高超声速湍流边界层中热力学变量谱与结构的影响
流体动力学
2023-05-19 v1
摘要
本文研究了壁面冷却对高超声速湍流边界层中热力学变量谱与结构的影响。基于Kovasznay分解，密度和温度可分为声学模态和熵模态。压力和密度与温度的声学模态强度在壁面附近达到最大值，而熵以及密度与温度的熵模态强度在边界层边缘附近达到其主要峰值。在近壁区域，当壁面被强冷却时，压力和密度与温度的声学模态显著增强，这可归因于类行波的交替正负结构的出现。此外，随着壁面温度降低，熵以及密度与温度的熵模态强度在近壁区域变得更强，这是由于条带状熵结构的出现。条带状熵结构主要由与喷射和扫掠事件相关的平均温度的强正壁法向梯度的平流效应引起。还发现，远离壁面时熵、密度和温度的强度分布彼此相似，这主要是由于在远壁区域起伏的密度和温度中熵模态占主导地位。密度和温度的声学模态仅在近壁区域有显著贡献。
引用
@article{arxiv.2305.10705,
title = {Wall cooling effect on spectra and structures of thermodynamic variables in hypersonic turbulent boundary layers},
author = {Dehao Xu and Jianchun Wang and Shiyi Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.10705},
year = {2023}
}
备注
38 pages, 35 figures