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Taylor-Couette能量范围内湍流与规范壁面流的比较统计。 (英语) Zbl 1421.76118号

小结:考虑到类似于扩展自相似假设(ESS)的框架中流向速度分量的结构函数,C.M.de Silva先生等【同上,823,498–510(2017年;Zbl 1422.76083号)]观察到典型壁面流中的大规模(含能范围)统计具有普遍性。在本研究中,我们将这一普适性扩展到泰勒-库特流,这一普适用性也包括中等雷诺数下的流动。在这样做的过程中,我们发现展向速度分量的横向结构函数在所有考虑的流型中都表现出相同的普遍行为。我们进一步证明,这些观测结果与基于附加涡流假设的预测一致。这些考虑也为ESS框架的有效性提供了可能的解释,因为它放松了附加涡流贡献的自相似假设。通过考虑流向对准的影响,所附涡流模型预测了流向和跨度方向上结构功能的不同行为,并且这种影响在ESS框架中抵消,两者均与数据一致。此外,本文还证明,以前被认为与流量相关的附加常数确实是普遍的,至少在湍流边界层和管道流中是普遍的,因为目前有高雷诺数数据。

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76F40型 湍流边界层
76层55 统计湍流建模
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参考文献:

[1] Anselmet,F。;加涅,Y。;霍芬格,E.J。;Antonia,R.A.,湍流剪切流中的高阶速度结构函数,J.流体力学。,140, 63-89, (1984)
[2] Arneodo,A。;波德特,C。;贝林,F。;Benzi,R。;卡斯廷,B。;Chabaud,B。;Chavarria,R。;Ciliberto,S。;卡米西,R。;Chilla,F.,使用扩展自相似性Europhys,在雷诺数介于30和5000之间的各种流动配置下湍流中的结构函数。莱特。,34, 411, (1996)
[3] 贝林,F。;制表法,P。;Willaime,H.,低温氦实验中结构函数的指数,Physica D,93,52,(1996)·Zbl 0899.76020号
[4] Benzi,R。;Ciliberto,S。;波德特,C。;Chavarria,G.R.,《关于三维均匀各向同性湍流的定标》,Physica D,80,4,385-398,(1995)·Zbl 0899.76196号
[5] Benzi,R。;Ciliberto,S。;Tripiccione,R。;波德特,C。;马萨奥利,F。;Succi,S.,《湍流中的扩展自相似性》,Phys。版本E,48,1,R29-R32,(1993)
[6] Brauckmann,H.J。;Eckhardt,B.,Taylor-Couette流动中局部和全局转矩的直接数值模拟重新=30000,《流体力学杂志》。,718, 398-427, (2013) ·Zbl 1284.76219号
[7] Chandran,D。;Baidya,R。;蒙蒂,J.P。;Marusic,I.,高雷诺数湍流边界层的二维能量谱,J.流体力学。,826,R1,(2017)·Zbl 1430.76262号
[8] Chung,D。;马鲁西克,I。;蒙蒂,J.P。;瓦利基维,M。;Smits,A.J.,《关于湍流边界层和管流对数层中惯性能的普遍性》,《实验流体》,56,7,141,(2015)
[9] Davidson,P.A.,《湍流:科学家和工程师简介》(2004),牛津大学出版社·Zbl 1061.76001号
[10] Davidson,P.A。;Krogstad,P.A。;Nickels,T.B.,《壁层湍流中对数结构函数定律的精细解释》,Phys。流体,18,6,(2006)·Zbl 1097.76038号
[11] Davidson,宾夕法尼亚州。;尼克尔斯,T.B。;科罗格斯塔德,P.奥勒。,《壁层湍流中的对数结构函数定律》,J.流体力学。,550, 51-60, (2006) ·Zbl 1097.76038号
[12] 德尔·阿拉莫,J.C。;杰梅内斯。;Zandonade,P。;Moser,R.D.,湍流通道能量谱的缩放,J.流体力学。,500, 135-144, (2004) ·Zbl 1059.76031号
[13] 医学硕士Fardin。;佩奇,C。;Taberlet,N.,“流体动力学的氢原子”——软物质科学家Taylor-Couette流简介,soft Matt。,10, 20, 3523-3535, (2014)
[14] 《湍流:A.N.Kolmogorov的遗产》,(1995),剑桥大学出版社·兹比尔0832.76001
[15] 格罗斯曼,S。;Lohse,D.,《热对流最终状态下的多重标度》,Phys。流体,23,4,(2011)
[16] 格罗斯曼,S。;Lohse博士。;Sun,C.,高雷诺数泰勒-库特湍流,年。流体力学版次。,48, 53-80, (2016) ·Zbl 1356.76106号
[17] Huisman,S.G。;Lohse,D。;Sun,C.,逆行泰勒-库埃特流中湍流波动的统计,物理学。版本E,88,6,(2013)
[18] Huisman,S.G。;Scharnowski,S。;西尔普卡,C。;卡勒,C.J。;Lohse,D。;Sun,C.,强Taylor-Couette湍流中的对数边界层,物理学。修订稿。,110, 26, (2013)
[19] Huisman,S.G。;范德文,R.C。;Sun,C。;Lohse,D.,高度湍流Taylor-Couette流中的多状态,自然社区。,5, 3820, (2014)
[20] Hultmark,M。;瓦利基维,M。;南卡罗来纳州贝利。;Smits,A.J.,极端雷诺数下的湍流管流,物理。修订稿。,108, 9, (2012) ·Zbl 1294.76182号
[21] 哈钦斯,N。;Marusic,I.,湍流边界层对数区域中非常长的曲流特征的证据,J.流体力学。,579, 1-28, (2007) ·Zbl 1113.76004号
[22] 哈钦斯,N。;尼克尔斯,T.B。;马鲁西克,I。;Chong,M.S.,《壁面湍流中的热线空间分辨率问题》,《流体力学杂志》。,635, 103-136, (2009) ·Zbl 1183.76025号
[23] Jiménez,J.,湍流速度波动不一定是高斯的,J.流体力学。,376, 139-147, (1998) ·Zbl 0922.76234号
[24] Kolmogorov,A.N.,雷诺数非常大的不可压缩粘性流体中湍流的局部结构,Dokl。阿卡德。诺克SSSR,30,4,301-305,(1941)
[25] Kolmogorov,A.N.,《关于高雷诺数粘性不可压缩流体中湍流局部结构的先前假设的改进》,《流体力学杂志》。,13, 1, 82-85, (1962) ·Zbl 0112.42003号
[26] 李,M。;Moser,R.D.,湍流通道流动的直接数值模拟重新_𝜏≈5200,《流体力学杂志》。,774, 395-415, (2015)
[27] 马鲁西克,I。;Mckeon,B.J。;Monkewitz,P.A。;Nagib,H.M。;史密茨,A.J。;Sreenivasan,K.R.,《高雷诺数下的壁面湍流:最新进展和关键问题》,《物理学》。流体,22,6,(2010)·Zbl 1190.76086号
[28] 马鲁西奇,I。;蒙蒂,J.P。;Hultmark,M。;Smits,A.J.,《关于壁湍流的对数区域》,J.流体力学。,716,R3,(2013)·Zbl 1284.76206号
[29] Meneveau,C。;Marusic,I.,湍流边界层中高阶矩的广义对数定律,J.流体力学。,719,R1,(2013)·Zbl 1284.76209号
[30] Nagib,H.M。;Chauhan,K.A.,规范流中von Kármán系数的变化,物理学。流体,20,10,1518,(2008)·Zbl 1182.76550号
[31] 尼克尔斯,T.B。;马鲁西克,I。;哈菲兹,S。;Chong,M.S.,证据k个-高雷诺数湍流边界层中的1定律,Phy。修订稿。,95, 7, (2005)
[32] Ostilla-Mónico,R。;Lohse,D。;Verzicco,R.,卷数对湍流Taylor Couette流统计的影响,Phys。流体版本,1,5,(2016)·Zbl 1460.76441号
[33] Ostilla-Mónico,R。;Van Der Poel,E.P。;Verzicco,R。;格罗斯曼,S。;Lohse,D.,探索全湍流Taylor-Couette流的相图,J.流体力学。,761, 1-26, (2014)
[34] Ostilla-Mónico,R。;Verzicco,R。;格罗斯曼,S。;Lohse,D.,高度湍流Taylor-Couette流的近壁区域,J.流体力学。,788, 95-117, (2016) ·Zbl 1381.76130号
[35] Ostilla-Mónico,R。;Verzicco,R。;Lohse,D.,计算域大小对带固定外柱的Taylor-Couette湍流直接数值模拟的影响,Phys。流体,27,(2015)·兹比尔1349.76136
[36] 佩里,A.E。;Chong,M.S.,《壁湍流机制》,《流体力学杂志》。,119, 173-217, (1982) ·Zbl 0517.76057号
[37] 佩里,A.E。;Henbest,S。;Chong,M.S.,《壁湍流的理论和实验研究》,《流体力学杂志》。,165, 163-199, (1986) ·Zbl 0597.76052号
[38] 佩里,A.E。;Marusic,I.,边界层湍流结构的壁式模型。第1部分:。附加涡流假设的扩展,J.流体力学。,298, 361-388, (1995) ·Zbl 0849.76030号
[39] Pirozzoli,S。;Bernardini,M.,《数值边界层中高雷诺数效应的探索》,Phys。流体,25,2,(2013)
[40] Sillero,J.A.(西莱罗,J.A.)。;杰梅内斯。;Moser,R.D.,雷诺数高达𝛿+≈2000的湍流壁面流的单点统计,Phys。流体,25,10,(2013)
[41] De Silva,C.M。;马鲁西奇,I。;Woodcock,J.D。;Meneveau,C.,湍流边界层中二阶和高阶结构函数的缩放,J.流体力学。,769, 654-686, (2015) ·Zbl 1431.76059号
[42] De Silva,C.M。;Krug,D。;Lohse,D。;Marusic,I.,《壁面湍流中含能结构的普遍性》,《流体力学杂志》。,823, 498-510, (2017) ·Zbl 1422.76083号
[43] 史密茨,A.J。;J.蒙蒂。;Hultmark,M。;南卡罗来纳州贝利。;哈钦斯,N。;Marusic,I.,壁面湍流测量的空间分辨率校正,J.Fluid Mech。,676, 41-53, (2011) ·Zbl 1241.76288号
[44] 史蒂文斯,R.J.A.M。;Wilczek,M。;Meneveau,C.,湍流壁面流中二阶和高阶矩对数律的大涡模拟研究,J.流体力学。,757, 888-907, (2014)
[45] 塔卢鲁,K.M。;Baidya,R。;哈钦斯,N。;Marusic,I.,湍流边界层中所有三个速度分量的振幅调制,J.流体力学。,746,R1,(2014)·Zbl 1416.76065号
[46] Taylor,G.I.,旋转流体中固体运动的实验,Proc。R.Soc.伦敦。A、 104,213-218,(1923)
[47] 汤姆金斯,C.D。;Adrian,R.J.,湍流边界层中的Spanwise结构和尺度增长,J.流体力学。,490, 37-74, (2003) ·Zbl 1063.76514号
[48] 托斯基,F。;阿马蒂,G。;Succi,S。;Benzi,R。;Piva,R.,《河道水流紊流中的间歇性和结构函数》,Phys。修订稿。,82, 25, 5044, (1999) ·Zbl 1005.76033号
[49] 汤森,A.A.,《湍流剪切流的结构》(1976),剑桥大学出版社·Zbl 0325.76063号
[50] 瓦利基维,M。;Hultmark,M。;南卡罗来纳州贝利。;Smits,A.J.,《使用纳米级热风速仪探针测量管流中的湍流》,实验流体,51,6,1521-1527,(2011)
[51] Woodcock,J.D。;Marusic,I.,附加涡流的统计行为,Phys。流体,27,1,(2015)
[52] Yang,X.I.A。;马鲁西克,I。;Meneveau,C.,《湍流壁面流惯性层中的矩母函数和标度律》,《流体力学杂志》。,791,R2,(2016)·Zbl 1382.76130号
[53] Yang,X.I.A。;Meneveau,C。;马鲁西克,I。;Biferale,L.,《高雷诺数壁湍流中动量生成函数的扩展自相似性》,Phys。流体版本,1,4,(2016)
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