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将湍流界面的时间演化与相干结构联系起来。 (英语) Zbl 1460.76509号

J.流体力学。 898,论文编号A3,24页(2020年); 更正同上,第899号文件,第E1号,第1页(2020年)。
摘要:湍流/非湍流界面(TNTIs)的表面积通过拉伸和曲率/传播效应不断产生和破坏。在这里,通过TNTI区域的时间演化方程,研究了有稳定层结和无稳定层结湍流中TNTI面积增长和破坏的机制。我们表明,这两个术语都有广泛的分布,可能会在当地造成生产或破坏。然而,平均而言,面积增长是由拉伸驱动的,而拉伸与曲率/传播项的破坏大致平衡。为了研究不同长度尺度对这些过程的贡献,我们对数据进行了空间滤波。在这样做的过程中,我们发现拉伸和曲率/传播项的平均值在TNTI褶皱的空间尺度上保持平衡,这种尺度-尺度平衡与附近相干涡旋的观测尺度不变性一致。通过条件分析,我们证明了TNTI区域的产生(破坏)局限于界面附近涡结构的前(背风)边缘。最后,我们表明,虽然基本机制保持不变,但层结增加会降低TNTI表面积产生和破坏的速率。我们提供的证据表明,这种减少在很大程度上与界面的多尺度几何结构的变化有关,在TNTI的所有有效长度尺度上,这种几何结构倾向于在墙法线方向上变平。

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76F45型 湍流中的分层效应
76层25 湍流输送、混合
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
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