Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 24, Numéro 3, mars 1989
Page(s) 375 - 387
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01989002403037500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 375-387 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002403037500

The behaviour of the normal fluctuation terms in the case of attached and detached turbulent boundary-layers

G.A. Gerolymos, Y.N. Kallas et K.D. Papailiou

National Technical University, Athens, Greece


Abstract
Experimental measurements have established that when a turbulent boundary-layer approaches separation, separates or interacts with a shock-wave, the turbulence normal fluctuation terms increase in magnitude and exert an appreciable influence upon fluid-momentum balance. Consequently, the integrals of the normal fluctuation terms should be included in integral formulations for the calculation of turbulent boundary-layers. In the present work, available experimental data are examined in view of establishing correlations between these integrals and mean-flow quantities. The correlations that are elaborated are valid both for attached and detached, incompressible and compressible turbulent boundary-layers. They are also valid for shock-wave/turbulent boundary-layer interaction flows. Furthermore correlations for the maxima of the normal fluctuation terms are presented. Finally the turbulence structure in separated boundary-layers is discussed.


Résumé
Il a été établi par des mesures expérimentales que quand une couche limite turbulente s'approche du décollement, décolle ou interagit avec une onde de choc, les termes de fluctuation turbulente augmentent en valeur et exercent une influence importante sur le bilan de quantité de mouvement du fluide. En conséquence les intégrales des termes normaux de fluctuation devraient être prises en compte dans des formulations intégrales pour le calcul des couches limites turbulentes. Dans le présent travail des données expérimentales sont examinées, dans le but de déterminer des corrélations entre ces intégrales et des quantités de l'écoulement moyen. Les corrélations qui sont élaborées sont valables pour des couches limites attachées et décollées, compressibles et incompressibles. Elles sont aussi valables pour des écoulements d'interaction onde de choc/couche limite turbulente. En plus, des corrélations sont élaborées pour les maxima des fluctuations normales. Finalement, la structure de la turbulence dans des couches limites décollées est discutée.

PACS
4725F - Boundary layer and shear turbulence.
4740N - Shock wave interactions.

Key words
boundary layer turbulence -- flow separation -- shock waves -- normal fluctuation -- turbulent boundary layers -- shock wave -- fluid momentum balance -- separated boundary layers