《超聲速湍流剪切層(第2版)》的目的是集合超聲速湍流剪切層行為方面的成果，以及呈現(xiàn)目前對這些流動的研究結論。第1章給出了可壓縮湍流復雜性的綜述；第2章討論運動方程；第3章給出了湍流的平均方程；第4章引進了一系列理解可壓縮湍流的重要概念，尤其強調(diào)了快速變形近似的發(fā)展；Morkovin假設和雷諾比擬在第5章討論；第6章考慮了混合層的行為；第7和第8章分別處理了平均流動和零壓力梯度邊界層的結構；具有壓力梯度和表面彎曲的復雜流動行為見第9章，其中快速變形近似及如何對這些流動提供有用的理解也在第9章進行了闡述：第10章論述了二維和三維流體中激波一邊界層相互作用。
《超聲速湍流剪切層(第2版)》由航空工業(yè)出版社出版。
作者：（美國）亞歷山大·J.斯米茨（Alexander J.Smits） （法國）讓—保羅·迪索熱（Jean—Paul Dussauge） 譯者：劉洪 張斌
第1章 緒論
1.1 序言
1.2 平板湍流邊界層
1.3 壓力脈動的傳播
1.4 混合層
1.5 激波—湍流的相互作用
1.6 激波—邊界層相互作用
1.7 測量技術
1.7.1 熱線測速儀
1.7.2 激光多普勒測速儀
1.7.3 壁面脈動壓力的測量
1.7.4 流動圖像
1.8 總結
第2章 運動方程
2.1 連續(xù)方程
2.2 動量方程
2.3 能量
2.4 小結
2.5 可壓Couette流動
2.6 渦量
第3章 湍流的基本方程
3.1 平均量的定義
3.2 平均流場控制方程
3.2.1 連續(xù)方程
3.2.2 動量方程
3.2.3 能量方程
3.2.4 湍動能方程
3.3 薄剪切層方程
3.3.1 特征尺度
3.3.2 連續(xù)性
3.3.3 動量
3.3.4 總焓
3.4 總結
第4章 基本概念
4.1 Kovasznav模態(tài)
4.2 剪切流中的速度散度
4.3 渦流場誘導速度
4.4 快速變形概念
4.4.1 線性化脈動方程
4.4.2 在超聲速流中的應用
4.4.3 快速變形近似
4.4.4 在無激波流動中的應用
4.4.5 湍流應力的激波關系
4.5 湍流馬赫數(shù)
4.6 DNS和LES
4.6.1 均勻衰減湍流
4.6.2 遭受恒定剪切的湍流
4.6.3 可壓縮湍流頻譜
4.6.4 剪切流動
4.7 建模問題
第5章 Morkovin假設
5.1 空間、時間及速度尺度
5.2 溫度—速度關系
5.3 試驗結果
5.4 Prm=1結果分析
5.5 Prm≠1分析結果
5.6 混合層的雷諾近似
第6章 混合層
6.1 引言
6.2 不可壓縮混合層的標度
6.3 可壓縮混合層
6.4 可壓縮性效應的分類
6.4.1 對流馬赫數(shù)
6.4.2 相似性考慮
6.5 平均流標度
6.6 湍流剪切應力標度
6.7 自守恒條件
6.8 湍流法向應力
6.9 時空特性
6.10 可壓縮性和混合
6.11 最后備注
第7章 邊界層平均流特性
7.1 引言
7.2 黏性底層
7.3 對數(shù)區(qū)
7.3.1 不可壓流動
7.3.2 可壓縮流動
7.4 尾跡律
7.5 表面摩擦力關系
7.6 冪次律
7.7 總結
第8章 邊界層湍流特性
8.1 引言
8.2 標度律
8.2.1 不可壓縮流的譜標度
8.2.2 可壓縮流的譜標度
8.3 湍流數(shù)據(jù)
8.3.1 不可壓縮流
8.3.2 可壓縮流
8.4 有序運動
8.4.1 內(nèi)層結構
8.4.2 外層結構
8.5 相關性和總體平均
8.6 積分尺度
8.7 湍流的渦模型
8.7.1 內(nèi)—外層相互作用
8.7.2 邊界層渦結構綜述
8.8 結語
第9章 受擾動的邊界層
9.1 前言
9.2 擾動強度
9.3 壁面溫度的階躍變化
9.4 逆壓梯度
9.4.1 Concavely曲壁繞流
9.4.2 反射波流
9.4.3 Taylor—Gortler渦
9.5 順壓梯度
9.6 連續(xù)扭曲
9.7 總結
第10章 激波—邊界層相互作用
10.1 前言
10.2 壓縮拐角干擾
10.2.1 表面摩擦
10.2.2 分離
10.2.3 逆流影響
10.2.4 激波運動
10.2.5 湍流增幅
10.2.6 三維性
10.3 快速變形和線性分析法
10.4 入射激波相互作用
10.5 等熵三維流動
10.6 三維相互作用
10.6.1 流場拓撲學
10.6.2 后掠壓縮角的相互作用
10.6.3 尖鰭相互作用
10.6.4 鈍鰭相互作用
10.7 交叉激波相互作用
10.8 結論
參考文獻
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在Smits和Muck的試驗中，流動的偏轉和模型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ研究中彎曲表面上的偏轉是一樣的。當有激波存在時，流向雷諾應力出現(xiàn)更大的增幅，但在剪切應力中并未觀察到同樣的趨勢，在8°斜坡的條件下，存在或不存在激波，邊界層的響應都是相同的。當擾動強度從8°增加到16°，激波開始產(chǎn)生影響。例如，Smits和Muck （1987）發(fā)現(xiàn)在16°激波相互作用下游的各向異性比中存在變化，但正如我們之前觀察到的那樣，在16°彎曲壁面上流動的各向異性比幾乎沒有變化。最初，我們認為不穩(wěn)定激波和湍流之間的耦合在沒有直接影響剪切應力的情況下增強了湍流強度。然而，Selig等使用條件取樣法所做的測量表明，激波運動對湍流強度的增加幾乎沒有影響。相比之下，來流邊界層大尺度運動和激波的非定常運動之間似乎存在強大的聯(lián)系，至少對于附著流是這樣的（Gramann和Dolling，1992；Cogne等，1993）。壓縮斜面相互作用在本書10.2節(jié)會進行更詳細的討論。
9.4.2 反射波流
為了在曲率引起的扭曲最小的情況下研究邊界層中逆壓梯度的影響，把壓力梯度施加于反射波體系（見圖9—1）。Kussoy等（1978）研究了Ma2.3條件下，F(xiàn)ernando和Smits （1990）以及Smith和Smits （1994）研究了Ma2.9條件下湍流對這類擾動的響應。在前兩項研究中，壓力增加是大致相等的（也就是說由于壓力變化產(chǎn)生的脈沖幾乎相等），但是在第一個研究中壓力梯度發(fā)生的距離更短，為1.5δ0。，而第二個研究中的距離為7δ0。在第三個研究中擾動的強度更加強烈并且更迅速（見表9 —1和表9—2），但在所有三種流動中雷諾應力都被顯著放大了。Fernando和Smits發(fā)現(xiàn)湍流應力比變化小于應力本身，表明湍流的結構在它們的流動中很大程度上保持不變。通過測量發(fā)現(xiàn)空間一時間相關性與非擾動邊界層中的相關性基本保持不變，從而證實了該結論。
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