许常悦，王从磊，孙建红

（南京航空航天大学 航空宇航学院，江苏 南京210016）

0 引 言

激波／湍流相互作用问题是可压缩湍流研究领域中的挑战性问题，与其相关的机理认识已成为工业应用上必须解决的问题，并得到了广泛的研究［1－4］。该类问题的研究中常选用一些规范构型作为研究对象，如平板、斜坡、鼓包、翼型和柱体，等等。研究的复杂性与构型有关［3］，弯曲壁面会产生复杂的流场结构。对于多数实际流动而言，激波／湍流相互作用常发生在弯曲壁面上，这与该处的湍流边界层中存在较大的压力梯度有关［4］。研究弯曲壁面物体绕流中的激波／湍流相互作用问题受到了广泛的关注，尤其是圆柱跨声速绕流。

目前已有一些关于圆柱跨声速绕流的实验和数值研究。Macha［5］、Murthy＆Rose［6］和 Rodriguez［7］实验研究了雷诺（Re）数约为105的圆柱跨声速绕流问题，展示了此类流动中的阻力上升现象和激波结构。近年来，Riserda＆Leal［8］采用有限体积方法求解二维可压缩Navier－Stokes方程，研究了来流马赫数为0.8的圆柱绕流问题，主要分析了柱体的非定常受力和近场流场结构。在之前的工作中［9－10］，我们已经对来流马赫数对圆柱跨声速绕流的影响进行了研究，并分析了不同流动状态下的局部超声速区形成机制和剪切层的不稳定性过程，然而关于大尺度的激波运动和非定常湍流剪切层的湍流特性等问题并未详细研究，这正是本文的研究目的。

在当前的计算流体力学中，雷诺平均Navier－Stokes方程（RANS）方法、直接数值模拟（DNS）方法和大涡模拟（LES）方法是主要的湍流研究手段。……