赵 瑞 阎 超 于 剑

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191）

基于熵限制的Baldwin-Lomax湍流模型

赵 瑞 阎 超 于 剑

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191）

针对Baldwin-Lomax（BL）模型在模拟超声速复杂流动中的不足，提出一种基于熵限制的新型修正方式.分别采用原始的BL模型（BL-origin）、修正后的BL模型（BL-entropy）以及Wilcox k-ω两方程模型对超声速平板、超声速二维压缩拐角以及膨胀-压缩拐角3个典型算例进行计算，结果表明BL-entropy能够较好地获取长度尺度进而得到均匀合理的涡粘性分布.同时，该修正方式简单高效并且适用于其他与超声速边界层有关的模型，具有较大的发展潜力.

湍流模型;熵;超声速流动;计算流体力学

超声速飞行器在大多数飞行情况下都处于湍流流态.由于湍流是流体微团的不规则运动，湍流运动产生的质量、动量和能量的输运将远远大于分子热运动产生的宏观输运，同时湍流脉动导致额外的能量耗散，引起气动加热和摩阻增加.此外，高超声速流动中普遍存在激波与湍流边界层相互作用、激波诱导边界层分离与再附等非常复杂的现象，因此湍流计算对准确预估高超声速飞行器的气动性能非常重要.

目前湍流数值模拟一般有3种方法:直接数值模拟（DNS，Direct Numerical Simulation），大涡模拟（LES，Large Eddy Simulation），雷诺平均 N-S方程（RANS，Reynolds Average Navier-Stokes）.受目前计算机条件等限制，前两种方法只限于求解一些低雷诺数的简单流动，RANS只计算大尺度平均流动，所有湍流脉动对平均流动的作用均用模型假设封闭，使计算量大……