The Formulation of the RANS Equations for Hypersonic Turbulent Flows
Notice bibliographique
Résumé
Accurate prediction of hypersonic turbulent flows is essential to the design of high-speed aerospace vehicles. Such flows are mainly predicted using the Reynolds-Averaged-Navier-Stokes (RANS) approach in general and in particular turbulence models using the effective viscosity approximation. Several terms involving the turbulent kinetic energy (TKE) appear explicitly in the RANS equations through the modelling of the Reynolds stresses and mean total energy and the molecular and turbulent diffusion terms. Some of these terms are often ignored in low, or even supersonic, speed simulations with zero-equation models, as well as some one-or twoequation models. The omission of these terms may not be suitable under hypersonic conditions, but there are nevertheless codes and software packages that still make such approximations, even for very high-speed turbulent flow simulations. To clarify the impact of ignoring the TKE terms in the RANS equations, two linear two-equation models and one nonlinear two-equation model are applied to the computation of two hypersonic benchmark cases, a 2D zero-pressure gradient flat plate case and an axisymmetric shock wave boundary layer interaction (SWBLI) case. The predicted surface friction coefficients and velocity profiles with different combinations of TKE terms showed little differences in the zero-pressure gradient case. However, in the SWBLI case, comparisons show that the flow separation would be delayed or accelerated with different combinations of TKE compared to the one with all the TKE terms included. Therefore, it is highly recommended to include all the TKE terms in the mean flow equations when dealing with simulations of hypersonic turbulent flows, especially for flows with shock wave boundary layer interactions. As a further consequence, since the TKE terms may not be obtained explicitly in zero-equation, or some one-equation, models, it is debatable whether these models are suitable for simulations of hypersonic turbulent flows with SWBLIs.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».