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湍流通道流线性化脉冲响应中的相干结构。 (英语) Zbl 1415.76366号

总结:我们使用线性化的Navier-Stokes方程研究了由于孤立时空脉冲引起的速度波动的演化。脉冲被引入为不可压缩通道流中的一种外部物体力,在\(Re_\tau=10\,000\)处。速度波动是关于湍流平均速度剖面的定义。在方程中加入湍流涡粘性,以确定平均速度作为精确解,这也有助于模拟背景湍流对大尺度波动的耗散效应。冲击力产生的流场演变为相干结构,其中包含两侧为准流向涡的长流向速度条纹;其中一些脉冲会产生发夹涡。随着这些涡破裂结构的发展,它们的尺寸逐渐增大,在几何上具有名义上的自相似性,纵横比(流向与壁面法线)约为10,而其动能密度单调衰减。涡破结构的拓扑结构对脉冲的位置不敏感,但取决于脉冲体力的方向。所有这些涡破结构都附着在墙壁上,当按距离墙壁的距离缩放时,它们的雷诺应力崩溃,这与汤森德的附着涡假设一致。

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76F40型 湍流边界层
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