The Reynolds Analogy Factor in a Compressible Turbulent Boundary Layer on a Cooled Wall
A compressible turbulent boundary layer in a supersonic flow on a cooled wall has been numerically studied using a three-parameter differential RANS turbulence model. The study was carried out for a number of values of the Mach number (from 2 to 8) and a number of values of the temperature factor (from 0.2 to 0.8). Using the results of calculations of the flow and heat transfer characteristics, the dependences of the Reynolds analogy coefficient on the Mach number and the temperature factor are obtained.
RANS model of turbulence, Mach number, temperature factor, coefficient of friction, Stanton number, Reynolds analogy factor.
С помощью трехпараметрической дифференциальной RANS-модели турбулентности выполнено численное исследование турбулентного пограничного слоя в сверхзвуковом потоке сжимаемого газа на охлаждаемой стенке. Исследование проведено для ряда значений числа Маха (от 2 до 8) и ряда значений величины температурного фактора (от 0.2 до 0.8). С использованием полученных в расчетах характеристик течения и теплообмена найдены зависимости коэффициента аналогии Рейнольдса от числа Маха и температурного фактора.
RANS-модель турбулентности, число Маха, температурный фактор, коэффициент трения, число Стантона, коэффициент аналогии Рейнольдса.
1. Гиневский А.С., Иоселевич В.А., Колесников А.В. и др. Методы расчета турбулентного пограничного слоя // Итоги науки и техн. Сер. Механика жидкости и газа. М.: ВИНИТИ. 1978 Т. 11. С 155-304. 2. Иевлев В.М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. М.: Наука, 1975. 256 с. 3. Авдуевский В.С. Метод расчета пространственного турбулентного пограничного слоя в сжимаемом газе // Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1962. № 4. С. 3-12. 4. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергия. 1972. 342 с. 5. Ковалев В.И., Лущик В.Г., Сизов В.И., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель турбулентности: численное исследование пограничного слоя в сопле с завесным охлаждением // Изв. РАН. МЖГ. 1992. № 1. С. 48-57. 6. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности // Изв. АН СССР. МЖГ. 1978. № 3. С. 13-25. 7. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель турбулентности: расчет теплообмена // Изв. АН СССР. МЖГ. 1986. № 2. С. 40-52. 8. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Турбулентные течения. Модели и численные исследования (обзор) // Изв. РАН. МЖГ. 1994. № 4. С. 4-27. 9. Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Сравнительный анализ моделей турбулентности для расчета пристенного пограничного слоя //Изв. РАН. МЖГ. 1998. № 1. С. 44-58. 10. Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Сверхзвуковой пограничный слой на пластине. Сравнение расчета с экспериментом // Изв. РАН. МЖГ. 1998. № 6. С. 64-78. 11. Лущик В.Г., Решмин А.И. Коэффициент аналогии Рейнольдса в сжимаемом турбулентном пограничном слое с градиентом давления // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2025. Т.26(1). С. 1–13. https://chemphys.edu.ru/issues/2025-26-1/articles/1170/ 12. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Уравнение переноса для турбулентного потока тепла. Расчет теплообмена в трубе // Изв. АН СССР. МЖГ. 1988. № 6. С. 42-50. 13. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М: Наука, 1974. 711 с. 14. Хопкинс Е.Д., Кинер Е.Р., Полек Т.Е. Трение на поверхности и профили скорости в гиперзвуковом турбулентном пограничном слое на нетеплоизолированных плоских пластинах // Ракетная техника и космонавтика. 1972. Т. 10. № 1. С. 49-58.
