湍流涡黏性模型方程中相位差的测量

郭爱东，姜 楠，贾永霞

（1.天津大学力学系，天津 300072；2.天津市现代工程力学重点实验室，天津 300072；3.军事交通学院装运机械系，天津 300161）

湍流涡黏性模型方程中相位差的测量

郭爱东1，3，姜 楠1，2，贾永霞1

（1.天津大学力学系，天津 300072；2.天津市现代工程力学重点实验室，天津 300072；3.军事交通学院装运机械系，天津 300161）

基于理论上湍流相干结构复涡黏性模型对涡黏性系数的分析，应用热线测速技术测量了平板湍流边界层多尺度相干结构动力学方程中非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差。分析了湍流边界层相干结构猝发过程中，非相干结构成分对相干结构贡献的雷诺应力分量与相干结构流向速度流向变形率之间的相位差沿湍流边界层法向的变化规律，为建立更加符合实际的湍流模型提供了实验依据。

湍流边界层；多尺度相干结构；涡黏性模型；雷诺应力；速度变形率；相位差

0 引 言

1895年，雷诺提出统计平均的方法，将不规则的湍流运动分解为系综平均量和脉动量两部分，把它代入Navier－Stokes方程后得到控制平均流动的雷诺平均方程，雷诺平均方程与Navier－Stokes方程最大的区别是含有脉动速度的二阶关联项——雷诺应力项，使得描述湍流平均运动的雷诺平均方程不封闭。为了解决雷诺平均方程的不封闭性问题，依靠理论与经验的结合，对雷诺应力项引进一系列模型假设，使雷诺平均方程封闭，建立描写湍流平均量的封闭方程组的理论计算方法，就是所谓的湍流模式理论。……