用湍流相干结构修正与构造湍流模式的研究

湍流模式是当前对高雷诺数下有复杂几何边界的充分发展湍流能做工程应用的唯一预测方法，过去湍流模式研究的基本弱点是缺乏物理基础，而湍流相干结构是对湍流应力贡献最大的结构，它应是构造新湍流模式的物理基础。大多数有工程实际意义、且需预报的湍流均是剪切湍流。在剪切湍流中80%以上的湍流应力是由相干结构贡献的，它表现出显著的各何异性。本研究工作分析了工程中广泛应用的湍流沿粘模式对湍流应力各向同性假设的不合理性，首先提出陈能体现湍流应力各向异性的涡粘张量模式，并引用近代代数学中的Moore—Penronse广义逆矩阵理论，导出了涡粘张量分量的计算公式，用平面后台阶流动和具有逆压梯度的湍流边界层进行了验算，得到了优于现行模式的好结果。