可压缩各向同性衰减湍流直接数值模拟研究

摘要：

采用五阶有限差分WENO格式直接模拟了高初始湍流Mach数的可压缩均匀各向同性湍流,主要分析了湍流的统计特性和压缩性的影响,包括能谱特征、激波串、耗散率、标度律等.研究表明,湍动能主要来自于速度场螺旋分量的贡献;各向同性湍流的小尺度脉动对压缩性更为敏感,并且压缩性的增强加快了湍流大尺度脉动向小尺度脉动的湍动能输运;随着湍流Mach数的升高,胀量（压缩）耗散率所占比率也显著增长.标度律分析表明,强可压缩湍流的横向速度结构函数仍然具有扩展自相似性;当阶数较高（p≥5）时,纵向速度结构函数的扩展自相似性则不再成立.对于压缩性较弱的湍流,与不可压缩湍流一致,横向湍流脉动的间歇性要强于纵向湍流脉动;而对于强可压缩湍流,纵向湍流脉动的间歇性要强于横向湍流脉动.

关键词：可压缩湍流、各向同性、直接数值模拟、标度律、WENO

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分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11172317,91016001;国家重点基础研究发展计划2009CB724104

在线出版日期：2012-09-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：673-686