湍流和旋涡相互作用规律的理论和数值研究

基于大小涡相互作用为近程作用的考虑，提出流体运动大小尺度（LSS）方程组，化简大小涡相互作用项使LSS方程组封闭，对非均匀湍流给出在多网格点上求物理平均量。利用封闭LSS方程组勿需补充经验关系、可同时算出物理平均量和脉动量及大小涡相互作用特性。不可压槽道湍流和混合层流动演化计算表明：LSS方程计算既可得到与DNS数据处理一致的结果，又可获得一些新结果。提出强粘性剪切流理论，得到从经典边界层到湍流各向同性耗散涡演化的尺度规律；对强粘性剪切流计算给出临界网格尺度与流动物理尺度和差分格式精度的关系，提出NS计算中粘性项落入误差的三个判据。用于粘性流和诸方程组的简化均得数值计算的证实。