《超声速湍流剪切层(第2版)》的目的是集合超声速湍流剪切层行为方面的成果，以及呈现目前对这些流动的研究结论。第1章给出了可压缩湍流复杂性的综述；第2章讨论运动方程；第3章给出了湍流的平均方程；第4章引进了一系列理解可压缩湍流的重要概念，尤其强调了快速变形近似的发展；Morkovin假设和雷诺比拟在第5章讨论；第6章考虑了混合层的行为；第7和第8章分别处理了平均流动和零压力梯度边界层的结构；具有压力梯度和表面弯曲的复杂流动行为见第9章，其中快速变形近似及如何对这些流动提供有用的理解也在第9章进行了阐述：第10章论述了二维和三维流体中激波一边界层相互作用。
《超声速湍流剪切层(第2版)》由航空工业出版社出版。
作者：（美国）亚历山大·J.斯米茨（Alexander J.Smits） （法国）让—保罗·迪索热（Jean—Paul Dussauge） 译者：刘洪 张斌
第1章 绪论
1.1 序言
1.2 平板湍流边界层
1.3 压力脉动的传播
1.4 混合层
1.5 激波—湍流的相互作用
1.6 激波—边界层相互作用
1.7 测量技术
1.7.1 热线测速仪
1.7.2 激光多普勒测速仪
1.7.3 壁面脉动压力的测量
1.7.4 流动图像
1.8 总结
第2章 运动方程
2.1 连续方程
2.2 动量方程
2.3 能量
2.4 小结
2.5 可压Couette流动
2.6 涡量
第3章 湍流的基本方程
3.1 平均量的定义
3.2 平均流场控制方程
3.2.1 连续方程
3.2.2 动量方程
3.2.3 能量方程
3.2.4 湍动能方程
3.3 薄剪切层方程
3.3.1 特征尺度
3.3.2 连续性
3.3.3 动量
3.3.4 总焓
3.4 总结
第4章 基本概念
4.1 Kovasznav模态
4.2 剪切流中的速度散度
4.3 涡流场诱导速度
4.4 快速变形概念
4.4.1 线性化脉动方程
4.4.2 在超声速流中的应用
4.4.3 快速变形近似
4.4.4 在无激波流动中的应用
4.4.5 湍流应力的激波关系
4.5 湍流马赫数
4.6 DNS和LES
4.6.1 均匀衰减湍流
4.6.2 遭受恒定剪切的湍流
4.6.3 可压缩湍流频谱
4.6.4 剪切流动
4.7 建模问题
第5章 Morkovin假设
5.1 空间、时间及速度尺度
5.2 温度—速度关系
5.3 试验结果
5.4 Prm=1结果分析
5.5 Prm≠1分析结果
5.6 混合层的雷诺近似
第6章 混合层
6.1 引言
6.2 不可压缩混合层的标度
6.3 可压缩混合层
6.4 可压缩性效应的分类
6.4.1 对流马赫数
6.4.2 相似性考虑
6.5 平均流标度
6.6 湍流剪切应力标度
6.7 自守恒条件
6.8 湍流法向应力
6.9 时空特性
6.10 可压缩性和混合
6.11 最后备注
第7章 边界层平均流特性
7.1 引言
7.2 黏性底层
7.3 对数区
7.3.1 不可压流动
7.3.2 可压缩流动
7.4 尾迹律
7.5 表面摩擦力关系
7.6 幂次律
7.7 总结
第8章 边界层湍流特性
8.1 引言
8.2 标度律
8.2.1 不可压缩流的谱标度
8.2.2 可压缩流的谱标度
8.3 湍流数据
8.3.1 不可压缩流
8.3.2 可压缩流
8.4 有序运动
8.4.1 内层结构
8.4.2 外层结构
8.5 相关性和总体平均
8.6 积分尺度
8.7 湍流的涡模型
8.7.1 内—外层相互作用
8.7.2 边界层涡结构综述
8.8 结语
第9章 受扰动的边界层
9.1 前言
9.2 扰动强度
9.3 壁面温度的阶跃变化
9.4 逆压梯度
9.4.1 Concavely曲壁绕流
9.4.2 反射波流
9.4.3 Taylor—Gortler涡
9.5 顺压梯度
9.6 连续扭曲
9.7 总结
第10章 激波—边界层相互作用
10.1 前言
10.2 压缩拐角干扰
10.2.1 表面摩擦
10.2.2 分离
10.2.3 逆流影响
10.2.4 激波运动
10.2.5 湍流增幅
10.2.6 三维性
10.3 快速变形和线性分析法
10.4 入射激波相互作用
10.5 等熵三维流动
10.6 三维相互作用
10.6.1 流场拓扑学
10.6.2 后掠压缩角的相互作用
10.6.3 尖鳍相互作用
10.6.4 钝鳍相互作用
10.7 交叉激波相互作用
10.8 结论
参考文献
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插图：
在Smits和Muck的试验中，流动的偏转和模型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ研究中弯曲表面上的偏转是一样的。当有激波存在时，流向雷诺应力出现更大的增幅，但在剪切应力中并未观察到同样的趋势，在8°斜坡的条件下，存在或不存在激波，边界层的响应都是相同的。当扰动强度从8°增加到16°，激波开始产生影响。例如，Smits和Muck （1987）发现在16°激波相互作用下游的各向异性比中存在变化，但正如我们之前观察到的那样，在16°弯曲壁面上流动的各向异性比几乎没有变化。最初，我们认为不稳定激波和湍流之间的耦合在没有直接影响剪切应力的情况下增强了湍流强度。然而，Selig等使用条件取样法所做的测量表明，激波运动对湍流强度的增加几乎没有影响。相比之下，来流边界层大尺度运动和激波的非定常运动之间似乎存在强大的联系，至少对于附着流是这样的（Gramann和Dolling，1992；Cogne等，1993）。压缩斜面相互作用在本书10.2节会进行更详细的讨论。
9.4.2 反射波流
为了在曲率引起的扭曲最小的情况下研究边界层中逆压梯度的影响，把压力梯度施加于反射波体系（见图9—1）。Kussoy等（1978）研究了Ma2.3条件下，Fernando和Smits （1990）以及Smith和Smits （1994）研究了Ma2.9条件下湍流对这类扰动的响应。在前两项研究中，压力增加是大致相等的（也就是说由于压力变化产生的脉冲几乎相等），但是在第一个研究中压力梯度发生的距离更短，为1.5δ0。，而第二个研究中的距离为7δ0。在第三个研究中扰动的强度更加强烈并且更迅速（见表9 —1和表9—2），但在所有三种流动中雷诺应力都被显著放大了。Fernando和Smits发现湍流应力比变化小于应力本身，表明湍流的结构在它们的流动中很大程度上保持不变。通过测量发现空间一时间相关性与非扰动边界层中的相关性基本保持不变，从而证实了该结论。
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