Supersonic turbulent boundary layer on a plate. Universal velocity and temperature defect laws and skin-friction law at moderate free-stream Mach numbersстатья
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Аннотация:Номер экспертного заключения 200.0009-2025 15.01.2025Мы строим асимптотическую теорию сжимаемого турбулентного пограничного слоя на плоской пластине, в которой осредненные профили скорости и температуры могут быть получены как точные асимптотические решения уравнений пограничного слоя, для замыкания которых используются функциональные соотношения общего вида, связывающие турбулентное касательное напряжение и турбулентный поток энтальпии с градиентами осредненной скорости и энтальпии. В этой части работы рассматривается внешняя область пограничного слоя при умеренных сверхзвуковых числах Маха набегающего потока, когда относительный перепад температуры поперек слоя имеет порядок единицы. Специальная замена переменных позволяет построить решение во внешней области в виде асимптотических разложений при больших значениях логарифма числа Рейнольдса, вычисленного по толщине пограничного слоя. В результате асимптотического сращивания решений для внешней области и логарифмического подслоя получены законы дефекта скорости и температуры, позволяющие во внешней и логарифмической областях описать профили этих величин универсальными кривыми, известными для пограничного слоя несжимаемой жидкости. Даны правила подобия для компонент тензора Рейнольдса и среднеквадратичной пульсации энтальпии. Вычислены коэффициенты восстановления и аналогии Рейнольдса. Установлен закон трения, справедливый при произвольных условиях теплопередачи на стенке.