对流传热场协同原理在高速可压缩边界层流动中的推广

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应用理论分析方法对适用于不可压缩层流与湍流流动的对流传热场协同原理进行了可压缩层流与湍流流动上的推广.分析结果表明,与不可压缩流动的对流传热场协同原理不同,可压缩层流与湍流的对流传热取决于流动当地单位体积的动量与总焓梯度的协同.用当地单位体积的动量与总焓梯度的协同研究可压缩流动的壁面传热问题,对层流热流,不但计及了高速流动的密度变化对热流的作用,而且包括了静焓梯度、压力梯度、壁面分子黏性剪切效应对热流的影响;对湍流问题,除了高速流动的密度变化、压力梯度、壁面分子黏性剪切效应对热流的影响外,还计及了雷诺剪切应力对热流的作用.另外,对黏性影响不能忽略的不可压缩流动的对流传热问题,用速度向量与总温(总焓)梯度协同更精确.“,”The field synergy principle for incompressible convective heat transfer is extended to high speed compressible laminar and turbulent flows based on theoretical analysis.The result shows the convective heat transfer of compressible laminar and turbulent flows is determined by the synergy between the local momentum per unit volume and the gradient of total enthalpy,different from the field synergy principle for incompressible convective heat transfer.The principle based on the synergy between the local momentum per unit volume and the gradient of total enthalpy can be applied to the problem of heat transfer of the wall.For laminar flows,not only the effect of the change of density for high speed flows is taken into account,but the effect of the gradient of static enthalpy,the pressure gradient and the molecular viscosity near the wall on the heat flux is also considered.For high speed turbulent flows,besides the effect of the change of density,the gradient of static enthalpy,the pressure gradient and the molecular viscosity near the wall on the heat flux,the Reynolds shear stress is also contained.In addition,for the incompressible convective heat transfer flows that the viscous effect cannot be neglected,the result of the present study also indicates that it is more accurate to express the synergy with velocity vector and gradient of total temperature or total enthalpy.
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