近期，《J. Fluid Mech.》刊登了北京大学陈十一教授科研团队在高超声速边界层湍流的动能输运方面的研究进展。论文题目为《壁面温度对高超声速边界层湍流的动能输运的影响》（Effect of wall temperature on the kinetic energy transfer in a hypersonic turbulent boundary layer）。

　　高超声速湍流边界层的流动机理在航空航天领域受到广泛关注。而高超声速湍流边界层的跨尺度间动能传输机理对可压缩湍流边界层的大涡模拟亚格子模型的构建有着指导意义，但目前却缺乏相关的研究。因此，研究壁面温度对高超声速边界层湍流的动能输运的影响对理解高超声速湍流边界层的跨尺度间动能传输机理和大涡模拟建模有着重要意义。

　　研究发现，低温壁面可以增强近壁处的压缩性，同时近壁处的速度散度展现出沿流向分布的正负相间的波纹状结构，此结构与速度的胀压分量的流向分布的波纹状结构一致。亚格子能流项以正值为主，表明动能主要从大尺度向小尺度传输，而低温壁面增强了动能从小尺度向大尺度的逆向传输的过程。

　　图4显示了脉动亚格子能流传输项随速度散度的条件平均。可以发现，脉动动能的从大尺度向小尺度的正向传输主要集中在压缩区，而脉动动能的从小尺度向大尺度的逆向传输主要集中在膨胀区。

　　以上研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目“非线性力学的多尺度问题研究” (基金号11988102) 资助。论文链接：doi:10.1017/jfm.2021.875。

图4:脉动亚格子能流传输项随速度散度的条件平均。