高超声速湍流边界层中由高温引起的变比热效应及其计算  

作　　者：董明[1] 周恒[1] 

机构地区：[1]天津大学力学系,天津300072

出　　处：《中国科学：物理学、力学、天文学》2010年第11期1431-1440,共10页Scientia Sinica Physica,Mechanica & Astronomica

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10632050;90716007;10772134);国家重点基础研究发展计划(编号:2009CB724103)资助项目

摘　　要：对于高超声速飞行器,边界层内的温度往往超过600K,这时候分子的振动自由度将被激发,完全气体模型将不再适用.本文以高超声速平板湍流边界层为研究对象,用比热为常值的完全气体模型和考虑比热变化的气体模型对其进行了直接数值模拟.比较两种模型的计算结果发现,二者所给出的湍流边界层内只与速度有关的量差别很小,但与温度有关的量,如平均温度、脉动温度等,则有显著的差别.另外,通过数值验证,发现平均比热比与由平均温度计算出的比热比非常接近,这给用只以平均温度为变量的湍流模式计算变比热气体模型下的湍流,提供了一定的理论基础.文中用SST湍流模式,验证了用湍流模式计算变比热气体湍流的可行性.

关 键 词：高超声速 湍流边界层 比热 直接数值模拟 SST湍流模式 

分 类 号：O357.5[理学—流体力学]