Two dimensional and axisymmetric supersonic turbulent boundary layer with pressure gradient are calculated by using implicit finite difference method.
Fluctuating terms in the equations are removed by using eddy viscosity and eddy conductivity concepts. Prandtl mixing length formulas are modified to account for pressure gradient and compressibility effects. The computational scheme used in the study is Keller Box Scheme which is efficient and accurate for this type of numerical calculation.
Comparisons with published experimantal data show good agreements for boundary layers with favorable or mild adverse pressure gradient. And it is also found that the models of eddy viscosity and turbulent Prandtl number used in the study should be modified to account for the non-equiliblium flow effect of boundary layer developing rapidly with strong adverse pressure gradient.
본 논문에서는 유한차분법을 이용하여 압력구배가 있는 2차원 및 축대칭 초음속 유동의 압축성 난류 경계층의 수치 해석을 행하였다.
이때 지배방정식에 포함되는 요동 (fluctuation) 함은 난류점성계수 및 난류 열전도 계수 개념을 도입하여 소거하였고 난류점성 계수 표현식에 사용된 프란틀의 혼합거리식은 압력구매 및 압축성 효과를 고려하기 위하여 수정되었다. 이때 사용된 계산 방법은 계산 속도 및 정확성을 고려하여 Keller Box Method 를 사용하였다.
평판에서 혹은 회전체에서 경계층에 대한 계산 결과에 실험측정치를 비교한 결과 평판의 경우 및 순압력구배와 약한 역압력구배의 경우는 상당히 잘 일치하나, 강한 압력구 배에서 급격히 약한 압력구 배로 변할 경우는 비평형 상태를 고려할 수 있는 난류 점성 계수식과 난류 프란틀 수 등이 필요함을 알 수 있었다.
