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应用佘振苏等近期创建的壁湍流结构系综理论(SED)研究了零压力梯度超音速平板湍流边界层平均场的多层结构特性。通过分析不同马赫数、雷诺数和壁面温度的可压缩湍流边界层(CTBL)的直接数值模拟数据，证明了在CTBL中，速度和温度混合长存在SED理论所预言的多层结构对称性。基于该多层结构对称性给出了速度和温度混合长的解析表达式，获得了对CTBL平均速度和平均温度剖面的误差小于1％的理论预测。测量了速度和温度混合长的多层结构参数，分析了其随马赫数、雷诺数和壁面温度的变化。结果表明，多层结构参数能够有效刻画CTBL的马赫数效应、壁面温度效应以及近壁雷诺数效应等，具有显著的物理意义。