近日，上海交大CMHL研究中心在高雷诺数壁面湍流脉动压力方面的最新研究论文，在英国剑桥大学出版社旗下核心期刊、国际著名流体力学杂志Journal of Fluid Mechanics上正式发表，论文题目为“Scaling laws and space-time characteristics of wall pressure fluctuations in an axisymmetric boundary layer with varying pressure gradient”。该论文由上海交大CMHL研究中心博士生范国庆，在导师万德成教授和赵伟文副研究员的悉心指导下，联合武汉第二船舶设计研究所陈虹研究员共同完成。该论文的发表表明上海交大CMHL研究中心在万德成教授领导下，近年来在高雷诺数湍流、复杂曲面边界层建模、流动噪声源机理与数值预报方法研究等方面取得的系列研究成果，得到了国际同行专家和学者的高度认可。
该论文针对高雷诺数水下航行体流噪声源问题，基于上海交大CMHL研究中心自研求解器UVP-FOAM-SJTU，采用壁面解析大涡模拟方法，对高雷诺数水下航行体湍流边界层 (TBL) 开展了亿级网格的精细化数值模拟，系统刻画了在横向曲率与沿程压力梯度共同作用下，湍流边界层演化对壁面压力脉动的影响。论文重点分析了复杂压力梯度作用下，曲面边界层的壁面脉动压力分布规律与时空关联机制，揭示了非平衡轴对称边界层中的壁面脉动压力主要贡献源，并在此基础上创新性地提出了以局部雷诺剪切应力峰值为基础的，新的壁面脉动压力标度方法，成功将艉部不同区域的壁面脉动压力频谱由原来的15dB塌缩至3dB以内。论文研究还发现，随着湍流强度峰值和主导结构远离壁面，高频脉动能量迅速衰减，而壁面压力脉动的空间相关尺度在流向与横向均显著增长。这一机制对理解外层大尺度结构对流动噪声的影响机制具有重要意义。同时，论文也对平板TBL的壁面脉动压力时空模型在轴对称曲面场景下的适用性进行了评估，为复杂曲面工程应用中流动诱导噪声的建模与预测提供了参考依据。
论文研究工作得到国家自然科学基金委重点项目、国家重点研发计划等项目的资助，并得益于上海交大CMHL研究中心的高性能计算集群和上海交大超算平台等丰富计算资源的支持。研究成果标志着上海交大CMHL研究中心在高雷诺数湍流、复杂曲面边界层建模、壁面脉动压力与流动噪声数值预报等方面取得了新突破，为高雷诺数水下航行体壁面脉动压力和流噪声的准确预报奠定了坚实基础。