转换动量厚度雷诺数传输方程

过渡动量厚度雷诺数 的传输方程设定为:Reθt¯

ddt(ρ⁢Reθt¯)+∇⋅(ρReθt¯v¯)=∇⋅[σθt(μ+μt)∇Reθt¯]+Pθt+DSCF
(1496)

其中:

结果项

结果项定义为:

Pθt=Cθtρt(Reθt-Reθt¯)(1-Fθt)
(1497)

其中 为模型系数,而 为过渡开始动量厚度雷诺数,可通过不同的相关性来近似计算。 Cθt Reθt 请参见 ReTheta_t 相关性。

时间尺度 由以下公式给出: t

t=500μρU2
(1498)

其中,U=|v¯|。

Fθt=min{max[Fwakeexp(−(ρU2375WμReθt¯)4),1−(Ce2γ-1Ce2-1)2],1}
(1499)

其中:

Fwake 定义为:

Fwake=exp(−(Reω/105)2)
(1500)

其中:

Reω=ρωd2μ
(1501)

且 为距最近壁面的距离。d

交叉流项

根据 [372],交叉流项定义为:

DSCF=Cθtρt′CSCFmin⁡(Re⁡SCF−Re⁡θt¯, 0)Fθt2
(1502)

其中 为模型系数,且:CSCF

t′=min⁡(t,ρL2(μ+μt))
(1503)
Fθt2=min⁡(F⁡wakee−(ρU2375W⁢μ Re⁡θt¯)4−Re⁡θt¯, 1)
(1504)

固定交叉流过渡的经验相关性定义为:

Re⁡SCF=θtρ(U0.82)μ=−35.088ln(hθt)+319.51+f(ΔHSCF+) −f(ΔHSCF−)
(1505)

其中 为交叉流诱导粗糙度高度(以米为单位),且为模型系数。h交叉流强度转换项由下公式给定:

f(ΔHSCF+)=6200(ΔHSCF+)+50000(ΔHSCF+)2⁡
(1506)
f(ΔHSCF−)=75tanh⁡(ΔHSCF−0.0125)⁡
(1507)

使用:

ΔHSCF+=max⁡[0.1066−ΔHSCF,0]
(1508)
ΔHSCF−=max⁡[−(0.1066−ΔHSCF),0]
(1509)

且:

ΔHSCF=HSCF[1+min⁡(μtμ,0.4)]
(1510)

无量纲交叉流强度定义为:

HSCF=dWStreamwiseU
(1511)

其中 是由以下公式给出的流向涡旋: WStreamwise

WStreamwise=|u⋅w|
(1512)

u 为单位速度矢量,且 为涡旋矢量。 w=∇×v¯

固定交叉流的相关性 Eqn. (1505) 是使用牛顿-拉夫森法迭代求解的隐式函数,用于衍生动量厚度 θt 。

模型系数

Cθt CSCF h σθt
0.03 0.6 3×10−6 2