熱剪切湍流的直接數(shù)值模擬和大渦模擬研究.pdf

1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文熱剪切湍流的直接數(shù)值模擬和大渦模擬研究姓名：董宇紅申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：陸夕云莊禮賢20040401中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文擴(kuò)散底層厚度分別與Prandtl數(shù)呈K；～Pr“3和露～Pr_1”的關(guān)系，而在自由面處有芷；～Pr“”和群～Pr。“，已有的相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論分析也證實(shí)了我們計(jì)算研究得出的結(jié)論。在高Prandtl數(shù)下，溫度擴(kuò)散底層完全包含在粘性底層之內(nèi)，傳熱主要由粘性底層之內(nèi)的小

2、尺度湍流結(jié)構(gòu)主導(dǎo)，且脈動(dòng)溫度的分布特點(diǎn)與其在低Prandtl數(shù)時(shí)有明顯不同。通過(guò)帶有自由面的熱分層槽道湍流問(wèn)題的直接數(shù)值模擬研究，計(jì)算驗(yàn)證了文中的高階精度有限差分格式的直接數(shù)值方法可以有效地模擬多尺度復(fù)雜流動(dòng)結(jié)構(gòu)，并正確地預(yù)示其流動(dòng)和傳熱的物理機(jī)理。此外，根據(jù)具有壁面溫度振蕩的熱分層湍流以及高Prandtl數(shù)的槽道湍流和自由面湍流傳熱問(wèn)題的大渦模擬計(jì)算，論證了基于動(dòng)力學(xué)亞格子尺度湍流應(yīng)力模型和熱通量模型的大渦模擬方法能夠有效地研究復(fù)雜的