K.长田。;黄，H。;亨特，J.C.R。;萨贾迪，S.G。;戴维森，P.A。 各向异性湍流冲击平面和起伏表面引起的弱平均流。 （英语） Zbl 1147.76586号 J.流体力学。 556, 329-360 (2006). 概要：普朗特尔第二类二次平均运动是由阻力边界附近雷诺应力的变化驱动的。在这里考虑的流动中，湍流是在没有平均流的情况下从边界处产生的，然后冲击到放置在流动中的刚性表面（t=0）。在Hunt&Graham（1978）假设具有积分长度标度（L_infty）和r.m.s.速度（v_infty\prime）的均匀定常高雷诺数湍流之后，利用线性近似和快速畸变理论的统计分析，获得了畸变流的初始发展。首先，分析了轴对称各向异性和不同形式的谱对湍流冲击到与能谱张量（Phi{ij}（{mathbfk}）对称轴的单位矢量（mathbf e）成角度（α）的平面表面的影响\（R）定义为速度分量的最大方差与最小方差之比。表面阻塞导致垂直于源层（B^{（s）}）表面的雷诺剪应力梯度，其厚度为（L_infty）级，然后为平均速度\[U（t）\sim-tv_\infty^{\prime 2}\sin 2\alpha（1-1/R）/L_\]沿与平面上（mathbf e）投影方向相反的斜面（即方向（（mathbf-e \wedge \mathbf n）\wedge\mathbf-n），其中（mathbfn）是流向的法线）\（U）在曲面附近最大，其中：。由于平均速度梯度引起的剪切应力，在时间尺度（T_L=L_infty/v'_infty）上产生稳定流动；稳态平均速度的量级估计值为（U（t/t_L to infty）sim v’infty（sin 2α（1-1/R））^{1/2}）。其次，通过分析波长（Lambda）和振幅（H）起伏表面附近的各向同性湍流，研究了曲面的影响，该起伏表面具有较低的斜率，因此（Hll Lambda。曲面法线速度为零的边界条件在波谷中产生较大的无旋转波动，波峰上产生较小的波动，斜坡上产生剪切应力。雷诺法向应力和剪切应力梯度在（B^{（s）}内的旋度导致平均涡度的增长，这导致了（B^}（s，在（B^{（s）}之外，厚度为（Lambda）级。平均运动的波长为（Lambda），波谷上方为向下运动，波峰上方为向上运动。与第一种情况一样，当\（t/t_L\gg 1\）时预测稳定流量。各向异性自由流湍流也会在波动表面上产生与波动表面波长相同的平均运动，但这些平均运动的方向可以朝向或远离波谷/波峰，这取决于自由流各向异性的方向。在具有振荡各向异性和各向同性网格的混合箱中进行的流动可视化实验证明了这些平均流动的存在，并且它们达到了与预测值相当的强度和长度尺度的稳定状态。这些结果也与Krettenauer和Schumann（1992）对起伏表面上对流湍流的数值模拟一致。 引用于4文件 MSC公司： 76F99型 湍流 76-05 流体力学相关问题的实验工作 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{K.Nagata}等人，《流体力学杂志》。556329-360（2006年；Zbl 1147.76586） 全文： 内政部