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普朗特尔数对分层湍流尾迹的影响。 (英语) Zbl 1308.76154号

摘要:采用直接数值模拟方法研究了Prandtl数、分子粘度和分子扩散率对分层流体中湍流尾迹的影响。在雷诺数为10000,(mathrm{Re}=UD/nu)的条件下,利用(U)物体的速度和(D)物体的直径,对普朗特尔数的范围进行了模拟:(0.2)、(1)和(7)。模拟范围为(x/D=6)至(x/D=1200),包括近、中、远尾迹。发现尾流尺寸和缺陷速度等平均量受普朗特尔数影响较小,涡度也观察到相同的结果。普朗特尔数对密度扰动场有很大的影响,这导致了尾迹总能量、波通量、标量和湍流耗散、混合效率、密度和速度场中能量的谱分布等数量上的差异,以及动能和势能模式之间的能量传递。海洋的近似值(\mathrm{Pr}=1)在实践中经常使用。由于这三种情况下大规模特征的定性行为是相同的,我们得出结论:(mathrm{Pr}=1)是分层尾迹模拟中(mathrm{Pr}=7)情况的合理近似值,因为在大普朗特数下所需的计算成本要高得多。{
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76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
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