湍流与转捩数值模拟方法PDF电子书下载

第1章 导读 1

第2章 湍流概述 3

第3章 湍流封闭问题 6

3.1湍流的统计平均 6

3.2雷诺平均方程 8

3.3雷诺应力及湍动能输运方程 9

3.4脉动方程 10

3.5小结 10

第4章 湍流统计理论简介 11

4.1均匀各向同性湍流 11

4.1.1相关函数与能谱分析 12

4.1.2 K41理论 12

4.1.3湍能谱的-5/3幂次率 14

4.2壁湍流速度分层结构 15

4.2.1壁面律 16

4.2.2速度亏损律 17

4.3自由剪切湍流 18

4.4半经验理论 19

4.4.1 Boussinesq涡黏性假设 19

4.4.2 Prandtl混合长度理论 19

4.4.3 von Karman相似性假设 20

4.5小结 21

第5章 湍流模式理论 22

5.1湍流模型（RANS） 22

5.1.1涡黏性模型 23

5.1.2非线性涡黏性模型 42

5.1.3二阶矩模型 43

5.2湍流模型的数值求解方法 47

5.3大涡模拟（LES） 50

5.3.1滤波概念简介 52

5.3.2大涡模拟的控制方程 53

5.3.3常用的亚格子模型 53

5.4 RANS/LES混合方法 55

5.4.1基于SA模型的DES类方法 57

5.4.2基于SST模型的DES类方法 58

5.5湍流模拟方法研究展望 58

第6章 湍流模式的性能分析和一般性评价 61

6.1线性涡黏性模型 62

6.1.1零方程模型 62

6.1.2一方程模型 63

6.1.3二方程模型 64

6.1.4工程常用湍流模型性能对比 65

6.2非线性湍流模型 69

6.2.1显式代数应力模型 69

6.2.2非线性涡黏性模型 73

6.3大涡模拟方法 75

6.3.1 混合层流动 75

6.3.2湍流槽道流动 76

6.4 DES类方法 77

6.4.1 SA-DES方法影响因素研究 77

6.4.2 ReD=3900圆柱绕流 84

6.4.3超声速凹腔-压缩拐角流动 87

6.5小结 90

第7章 边界层转捩概述 93

7.1边界层转捩类型 93

7.1.1自然转捩 93

7.1.2旁路转捩 95

7.1.3分离诱导转捩 97

7.1.4尾迹诱导转捩 98

7.2边界层转捩影响因素 99

7.3流动稳定性 100

7.3.1线性稳定性理论 100

7.3.2稳定性理论的相关结论 103

7.4小结 108

第8章 边界层转捩预测方法简介 109

8.1经验转捩准则 109

8.2 eN方法 112

8.3模式理论 114

8.3.1非湍流脉动 115

8.3.2间歇因子 117

8.3.3典型湍流/转捩模式介绍 119

8.4高精度数值模拟 123

8.4.1高精度数值模拟边界层转捩简介 123

8.4.2零压力梯度平板边界层转捩的直接数值模拟 124

8.5转捩预测方法研究展望 129

8.6小结 130

第9章 k-ω-γ转捩模式的改进 131

9.1雷诺数效应修正 131

9.1.1雷诺数效应修正形式 131

9.1.2算例验证1——不同来流雷诺数平板 132

9.1.3算例验证2——不同来流雷诺数尖锥 137

9.2横流转捩预测方法构造 141

9.2.1边界层外缘及横流速度获取 141

9.2.2横流模态时间尺度构造 146

9.2.3算例验证1——HIFiRE-5 146

9.2.4算例验证2——1°攻角钝锥 151

9.3小结 154

第10章 改进的k-ω-γ转捩模式在工程复杂外形飞行器中的应用 156

10.1 X-51A飞行器前体 156

10.2类X-51A飞行器全机 165

10.3小结 174

参考文献 176