可压缩均匀各向同性湍流的直接数值模拟

Abstract

采用8阶精度的中心差分格式及7阶精度的迎风偏斜格式对Reλ=72-153,Mt=0.2-0.7的均匀各向同性湍流进行了直接数值模拟，建立了湍流数据库。与他人的计算结果吻合十分理想，说明方法的有效性。数值结果表明，采用适当的迎风型差分格式可以克服起动问题（start-up problem)对湍流Mach数的限制，提高可计算的湍流Mach数，是可压湍流直接数值模拟的有效方法。分析了压缩性效应对湍流统计量的影响，发现压缩性使得湍动能的衰减加快。探讨了可压湍流中微激波产生的机理，对流场进行了标度律分析。发现在本文的Reynolds数和湍流Mach数条件下，流场中扩展自相似性仍然成立，同时发现压缩性对标度指数影响不大