可压缩平板边界层流动的湍流/非湍流界面层空间分布的统计特性

为揭示可压缩湍流边界层中湍流/非湍流界面层(TNTI)空间分布的演化规律,对马赫数Ma为2.9的空间发展平板湍流边界层流动进行直接数值模拟研究。通过湍流体积分数确定涡量阈值,从而获得TNTI的外边界,并以此为基准统计发现条件平均的涡量和法向速度在TNTI处骤降。根据TNTI的统计结果发现,在湍流段平均界面层,平均TNTI高度和边界层名义厚度保持线性关系。TNTI高度的概率密度函数满足正态分布。在湍流段,界面层高度的均方根(RMS)与平均界面层高度之比呈线性减小的趋势,界面层高度和瞬时摩擦力系数的相关性系数近似为0。随着湍流边界层发展,界面层高度的RMS逐渐趋于常数。