×

分层对圆柱形重力流传播的影响。 (英语) Zbl 07832938号

概述:介绍了线性分层环境中三维圆柱形释放重力流的直接数值模拟。模拟涵盖了一系列分层强度(0<S\leq 0.8)(其中,S=(\rho_b^\ast-\rho_0^\ast)/(\rho _c ^\ast-\rho _0 ^\last))、(\rho-b^\cast)、(\ rho_0 ^\ ast)和(\ rho _c^\ast\)分别是区域底部、区域顶部和稠密流体的尺寸密度)在两个不同雷诺数下。分层和未分层情况的比较说明了分层强度对柱状重力流动力学的影响。具体而言,坍塌阶段的波前速度随分层强度的增加而减小,而坍塌阶段持续时间则随S的增加而增加。本阶段计算的弗劳德数与Ungarish&Huppert提出的模型吻合良好(J.流体力学。第458卷,2002年,第283-301页)和Ungarish(J.流体力学。,第548卷,2006年,第49-68页),最初针对分层环境中的平面重力流开发。在惯性阶段,具有不同分层强度的情况下的波前速度遵循指数为\(-1/2)的幂律标度。雷诺数越高,叶瓣分裂和合并越频繁,叶瓣尺寸随着分层强度的增加而减小。在滑塌阶段,内涡环之间发生了强烈的相互作用,导致在弱分层情况下早期形成发夹涡,而在强分层情况下,涡流形成延迟,湍流较少。

MSC公司:

76倍 流体力学

软件:

耐克5000
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Alahayari,A.A.和Longmire,E.K.1996重力流水头的发展和结构。实验流体20(6),410-416。
[2] Anjum,H.J.、Mcelwaine,J.N.和Caulfield,C.P.2013非稳定重力流的瞬时弗劳德数和深度。J.九头蛇。第51(4)号决议,第432-445段。
[3] Baines,P.G.1995分层流中的地形效应。剑桥大学出版社·Zbl 0840.76001号
[4] Beghin,P.、Hopfinger,E.J.和Britter,R.E.1981倾斜边界上瞬时源的重力对流。《流体力学杂志》107,407-422。
[5] Benjamin,T.B.1968重力流和相关现象。《流体力学杂志》31(2),209-248·Zbl 0169.28503号
[6] Bhaganagar,K.和Pillalamarri,N.R.2017三维规则粗糙度要素上的锁交换释放密度流。《流体力学杂志》832793-824·Zbl 1419.76201号
[7] Birman,V.K.,Battandier,B.A.,Meiburg,E.&Linden,P.F.2007a倾斜河道中的锁交换流量。ASCE J.Hydraul公司。工程577,53-77·Zbl 1178.76114号
[8] Birman,V.K.,Martin,J.E.&Meiburg,E.2005非Boussinesq锁交换问题。第2部分。高分辨率模拟。《流体力学杂志》537125-144·Zbl 1138.76345号
[9] Birman,V.K.,Meiburg,E.&Ungarish,M.2007b关于分层环境中的重力流。物理学。液体19(8),086602·Zbl 1182.76066号
[10] Blanchette,F.,Strauss,M.,Meiburg,E.,Kneller,B.&Glinsky,M.E.2005重新爆发重力流的高分辨率数值模拟:自给自足的条件。《地球物理学杂志》。《海洋研究》110(C12),1-15。
[11] Bonnecaze,R.T.,Hallworth,M.A.,Huppert,H.E.&Lister,J.R.1995轴对称颗粒驱动重力流。《流体力学杂志》294,93-121。
[12] Bonometi,T.和Balachandar,S.2008施密特数对密度流结构和传播的影响。西奥。计算。流体动力学22(5),341-361·Zbl 1178.76115号
[13] Borden,Z.和Meiburg,E.2013 Boussinesq重力流的基于环流的模型。物理学。流感25(10),101301。
[14] Cantero,M.I.,Balachandar,S.&García,M.H.2007a圆柱形密度流的高分辨率模拟。《流体力学杂志》590、437-469·Zbl 1141.76378号
[15] Cantero,M.I.,Balachandar,S.,García,M.H.&Bock,D.2008平面重力流中的湍流结构及其对流动动力学的影响。《地球物理学杂志》。《海洋研究》113(C8),1-22。
[16] Cantero,M.I.,Lee,J.R.,Balachandar,S.&García,M.H.2007b关于重力流的前沿速度。《流体力学杂志》586,1-39·兹比尔1178.76135
[17] Cao,Y.,Philip,J.&Ooi,A.2022横流河道中浮力羽流的特征。国际热流杂志93,108899。
[18] Chan,L.,Lam,W.K.&Ooi,A.2018不同纵横比的二维和三维平面重力流数值模拟分析。第11届澳大利亚传热传质会议记录,第1-7页。
[19] Chiapponi,L.,Ungarish,M.,Longo,S.,Di Federico,V.&Addona,F.2018重力流在密度分层的非矩形渠道中流动的临界状态。《流体力学杂志》840、579-612·Zbl 1419.76112号
[20] Dai,A.2015加速阶段下坡重力流的高分辨率模拟。物理学。流体27(7),076602。
[21] Dai,A.和Huang,Y.L.2020关于无边界均匀斜坡上重力流传播的实验。环境。流体力学20(6),1637-1662。
[22] Dai,A.和Huang,Y.L.2016加速阶段非Boussinesq下坡重力流的高分辨率模拟。物理学。流体28(2),026602。
[23] Dai,A.和Huang,Y.L.2022关于重力流水头下叶状和左旋结构的合并和分裂过程。《流体力学杂志》930,1-22。
[24] Dai,A.,Huang,Y.L.&Hsieh,Y.M.2021在线性分层环境底部传播的重力流。物理学。流体33(6),066601。
[25] De Falco,M.C.、Adduce,C.和Maggi,M.R.2021重力流与底部三角形障碍物的相互作用及其对卷吸的影响。水资源高级专员154103967。
[26] Dold,J.W.,Zinoviev,A.&Weber,R.O.2006林火蔓延速度中的非局部流动效应。
[27] Fannelop,T.K.&Waldman,G.D.1972浮油动力学。美国汽车协会J.10(4),506-510。
[28] Fay,J.A.1969平静海面上浮油的扩散。《海上石油》,第53-63页。斯普林格。
[29] Fischer,P.F.,Lottes,J.W.&Kerkemeier,S.G.2008 nek5000网页。
[30] Flynn,M.R.&Sutherland,B.R.2004分层流体中的侵入重力流和内部重力波生成。《流体力学杂志》514,355-383·Zbl 1067.76020号
[31] La Forgea,G.、Ottolenghi,L.、Adduce,C.和Falcini,F.2020入侵和孤子:传播和碰撞动力学。物理学。流体.32(7),076605。
[32] Hallworth,M.A.、Huppert,H.E.和Ungarish,M.2001旋转系统中的轴对称重力流:实验和数值研究。《流体力学杂志》447,1-29·Zbl 1103.76383号
[33] Härtel,C.,Meiburg,E.&Necker,F.2000重力流水头处流动的分析和直接数值模拟。第1部分:。滑移和无滑移边界的流动拓扑和前沿速度。《流体力学杂志》418、189-212·兹伯利0985.76042
[34] Hoult,D.P.1972海上石油扩散。每年。《流体力学评论》4(1),341-368。
[35] Huppert,H.E.1982刚性水平面上二维和轴对称粘性重力流的传播。《流体力学杂志》121、43-58。
[36] Huppert,H.E.&Simpson,J.E.1980重力流的坍塌。《流体力学杂志》99(4),785-799。
[37] La Rocca,M.,Adduce,C.,Sciortino,G.&Pinzon,A.B.2008光滑和粗糙海底三维重力流的实验和数值模拟。物理学。流体20(10),106603·Zbl 1182.76416号
[38] Lam,W.K.,Chan,L.,Hasini,H.&Ooi,A.2018a使用开放式泡沫对二维分层重力流的分析。国际工程技术杂志。(阿联酋)7589-595。
[39] Lam,W.K.,Chan,L.,Hasini,H.&Ooi,A.2018b具有不同分层和纵横比的二维分层重力流的直接数值模拟。第21届澳大利亚流体力学会议,第1-5页。
[40] Lam,W.K.,Chan,L.,Hasini,H.&Ooi,A.2022a分层环境中圆柱释放重力流的数值模拟。第23届澳大利亚流体力学会议,第1-8页。
[41] Lam,W.K.,Chan,L.&Ooi,A.2022b分层重力流动力学的数值研究。第12届澳大利亚传热传质会议记录,第1-8页。
[42] Long,R.R.1953分层流体流动的一些方面:I.理论研究。泰勒斯5(1),42-58。
[43] Long,R.R.1955分层流体流动的一些方面:III.连续密度梯度。特卢斯7(3),341-357。
[44] Longo,S.、Ungarish,M.、Di Federico,V.、Chiapponi,L.和Addona,F.2016通过半圆形和矩形渠道中的船闸释放和涌入产生的线性分层环境流体中的重力流。物理学。流体28(9),096602。
[45] Lu,W.,Aljubaili,D.,Zahtila,T.,Chan,L.&Ooi,A.2023通道内圆柱绕流中的对称尾迹。《流体力学杂志》958,A8。
[46] Maggi,M.R.,Adduce,C.&Negretti,M.E.2022在粗糙要素上传播的释放重力流。环境。流体力学2(2-3),383-402。
[47] Maggi,M.R.,Adduce,C.&Negretti,M.E.2023a重力流与斜坡和悬挑相互作用。高级水资源171104339。
[48] Maggi,M.R.,Negretti,M.,Hopfinger,E.J.&Adduce,C.2023b复杂地形上重力流的湍流特性和混合特性。物理学。流体35(1),016607。
[49] Marino,B.M.、Thomas,L.P.和Linden,P.F.2005重力流的前沿条件。《流体力学杂志》536、49-78·Zbl 1077.76020号
[50] Maxworthy,T.、Leilich,J.、Simpson,J.E.和Meiburg,E.H.2002重力流在线性分层流体中的传播。《流体力学杂志》453、371-394·兹伯利0987.76504
[51] Mckeown,R.、Ostilla-Mónico,R.,Pumir,A.、Brenner,M.P.和Rubinstein,S.M.2020通过椭圆不稳定性的迭代级联产生湍流。科学。Adv.6(9),eaaz2717。
[52] Meiburg,E.,Radhakrishnan,S.&Nasr-Azadani,M.2015重力流和浊流建模:计算方法和挑战。申请。机械。修订版67(4),040802。
[53] Mitsudera,H.&Baines,P.G.1992连续分层环境中的下坡重力流:低音海峡流出模型。第11届澳大利亚流体力学会议,第1-4页。
[54] Necker,F.、Härtel,C.、Kleiser,L.和Meiburg,E.2005颗粒驱动重力流中的混合和耗散。《流体力学杂志》545、339-372·Zbl 1085.76559号
[55] Ooi,A.,Zgheib,N.&Balachandar,S.2015均匀斜坡上三维重力流的直接数值模拟。Procedia Enging126,372-376。
[56] Ottolenghi,L.,Adduce,C.,Roman,F.&La Forgia,G.2020孤子与侵入体碰撞的大涡模拟。物理学。流体32(9),096606。
[57] Parsons,J.D.2000快速增长的火星沙尘暴可压缩吗?地球物理学。Res.Lett.27(15),2345-2348。
[58] Patterson,M.D.、Simpson,J.E.、Dalziel,S.B.和Van Heijst,G.J.F.2006轴对称重力流头部的漩涡运动。液体18(4),046601-1/7·Zbl 1185.76479号
[59] Pelmard,J.、Norris,S.和Friedrich,H.2018LES重力流建模的网格分辨率要求Compute。液体174、256-270·Zbl 1410.76112号
[60] Ross,A.N.、Dalziel,S.B.和Linden,P.F.2006锥上的轴对称重力流。流体力学565、227-253·Zbl 1104.76049号
[61] Ross,A.N.,Linden,P.F.&Dalziel,S.B.2002A均匀斜坡上三维重力流研究J。流体力学453、239-261·Zbl 0987.76501号
[62] Rottman,J.W.&Simpson,J.E.1983矩形渠道中重流体瞬时释放产生的重力流J。流体机械135、95-110。
[63] Samasiri,P.和Woods,A.W.2015轴对称重力流中的混合J。流体机械782,R1·Zbl 1381.86016号
[64] Sher,D.&Woods,A.W.2015重力流:卷吸、分层和自相似性J。流体力学784,130-162。
[65] Shin,J.O.、Dalziel,S.B.和Linden,P.F.2004船闸交换产生的重力流。流体力学521,1-34·兹比尔1065.76037
[66] Simpson,J.E.1972下边界对重力流头部的影响J。流体力学53(4),759-768。
[67] Simpson,J.E.1982《实验室、大气和海洋中的重力流》。《流体力学评论》22(1),213-234·Zbl 0488.76107号
[68] Sutherland,D.、Chan,L.、Ooi,A.、Chan、L.和Wai Kit,L.2022分层环境中识别重力流锋面位置的方法。第23届澳大利亚流体力学会议,第1-2页。
[69] Turnbull,B.和Mcelwaine,J.N.2007A,《瑞士西翁山谷的粉末雪崩与羽流理论的比较》J。冰川.53(180),30-40。
[70] Turner,J.S.1979流体中的浮力效应。剑桥大学出版社·Zbl 0443.76091号
[71] Ungarish,M.2005a分层环境中重力流的溃坝释放Eur。J.机械。B/流体24(5),642-658·Zbl 1069.76011号
[72] Ungarish,M.2005b分层环境中的侵入性重力流:浅水理论和数值结果J。流体力学535287-323·Zbl 1072.76016号
[73] Ungarish,M.2006关于线性分层环境中的重力流:Benjamin稳态传播结果的概括J。流体力学548、49-68。
[74] Ungarish,M.&Huppert,H.E.1998旋转对轴对称重力流的影响J。流体力学362,17-51·Zbl 0926.76125号
[75] Ungarish,M.&Huppert,H.E.2002关于分层环境底部传播的重力流J。流体力学458283-301·Zbl 1060.76025号
[76] Ungarish,M.&Huppert,H.E.2006传播重力流的能量平衡:均匀和分层环境J。流体力学565,363-380·Zbl 1177.76068号
[77] Ungarish,M.&Huppert,H.E.2008均匀和线性分层环境中轴对称重力流的能量平衡J。流体力学616、303-326·兹比尔1155.76022
[78] White,B.L.&Helfrich,K.R.2008分层流体中的重力流和内波J。流体力学616、327-356·Zbl 1172.76013号
[79] Zahtila,T.、Lam,W.K、Chan,L.、Sutherland,D.、Moinuddin,K.A.、Dai,T.,Skvortsov,A.、Manasseh,R.和Ooi,A.2024关于平面重力流在分层环境中的传播。物理学。流体36(3),036601。
[80] Zahtila,T.,Lu,W.,Chan,L.&Ooi,A.2023A谱元方法求解器计算网格要求的系统研究。流感25105745·兹比尔1521.76381
[81] Zgheib,N.,Bonometi,T.&Balachandar,S.2014材料锋面重力扩展中初始构型的长期效应Theor。计算。流体动力学28,521-529。
[82] Zgheib,N.、Bonometi,T.和Balachandar,S.2015a非圆形有限释放重力流动力学J。流体力学783、344-378。
[83] Zgheib,N.、Bonometi,T.和Balachandar,S.2015b非圆形有限释放颗粒负载电流的传播和沉积。流体27(8),086604。
[84] Zhou,J.,Adrian,R.J.,Balachandar,S.&Kendall,T.1999.通道流中产生发夹涡相干包的机制J。流体力学387、353-396·Zbl 0946.76030号
[85] Zhu,S.J.,Zgheib,N,Balachandar,S.&Ooi,A.2017均匀斜坡上椭圆重力流的前沿动力学Phys。流体版本2(6),064801。
[86] Zodan,J.、Schleiss,A.J.和Franca,M.J.2018不同初始条件产生的密集释放结构Environ。流体力学18(5),1101-1119。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。