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Predicting near-wall turbulence with minimal flow units in compressible turbulent channel flows

Chinese Journal of Aeronautics 2023年第8期36卷 24-31页

作者： Ming YU Yalu FU Zhigong TANG Xianxu YUAN Chunxiao XU State Key Laboratory of Aerodynamics China Aerodynamics Research and Development CenterMianyang 621000China Key Laboratory of Applied Mechanics of Ministry of Education Institute of Fluid MechanicsDepartment of Engineering MechanicsTsinghua UniversityBeijing 100084China

Mach number effects on the near-wall turbulence in the absence of outer motions remain unclear so far.The present study extends the Minimal Flow Units(MFUs),a widely applied method to investigate near-wall turbulence free from the impact of large-scale motions in the outer region in incompressible channel flows,to compressible wall-bounded turbulence.The compressible near-wall turbulence in MFU proves accurate in replicating near-wall statistics,independent of Mach number and statistically equivalent to the universal signals extracted from the full-sized channel.It is further utilized as universal signals in the predictive models of compressible near-wall turbulence,which is capable of accurately predicting variances and joint probability density functions of velocity and temperature fluctuations.

关键词： Turbulent flow Direct numerical simulation Supersonic flow boundarylayerflow Mach number effects

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