俄亥俄州坦米索拉。;杜尼珀，M.P。 通过非线性模拟和线性整体模式，在Re=4800的涡流喷嘴中的相干结构。 （英语） Zbl 1381.76078号 J.流体力学。 792, 620-657 (2016). 摘要：通过直接数值模拟（DNS）、正交分解（POD）和线性整体模式分析了真实旋流燃料喷射器几何结构中的大规模相干运动。目的是确定复杂内部几何形状中湍流不稳定性的来源。非线性模拟中的流场是高度湍流的，但具有可区分的相干结构：旋进涡核（螺旋模式）。能量最大的POD模对被确定为进动涡核。通过对POD模式时间系数的快速傅里叶变换（FFT）分析，我们得出前四个POD模式包含相干涨落的结论。其余POD模式（非相干涨落）使用牛顿涡模型来形成湍流粘度场。即使在非线性流到达区域的另一端之前，对流剪切层的不稳定性也会引起湍流，这表明从未观察到Navier–Stokes的平衡解。应用从POD模式中提取的湍流粘度，围绕来自DNS的平均流量计算线性全局模式。发现一个稍微稳定的离散（m=1）本征模，与连续谱很好地分离，与POD模式形状和频率非常一致。进动涡核的结构敏感性位于中央再循环区的上游，表明它是喷嘴中的螺旋涡破裂不稳定性。此外，结构敏感性表明，主要的不稳定机制是在涡破裂附近形成的拐点处的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。伴随模态在整个喷管范围内的剪切层中很强，表明全局模态的最佳初始条件位于剪切层中。我们通过将稳定性问题中的湍流耗散（涡流粘度）与无涡流粘度计算的本征模进行比较，分析了湍流耗散对本征模的定性影响。结果表明，涡粘性改善了燃料喷射器平均流周围整体模式的复频率和形状，而定性造波器位置可以在有或无湍流耗散的情况下获得，这与以前的研究一致。这项研究表明，灵敏度分析如何识别复杂几何形状中需要改变的流动部分，以改变其水动力稳定性特征。 引用于39文件 MSC公司： 76E15型 绝对和对流不稳定性和水动力稳定性 76D17号 粘性涡流 76层25 湍流输送、混合 关键词：绝对/对流不稳定性;混合增强;旋涡破裂 软件：耐克5000;自由Fem++ PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{O.Tammisola}和\textit{M.P.Juniper}，J.流体力学。792620--657（2016年；Zbl 1381.76078） 全文： 内政部 参考文献： [1] 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