×

在紧密堆积的立方体粗糙面上流动。 (英语) Zbl 1492.76068号

小结:立方体阵列是研究最广泛的表面粗糙度类型之一,对于具有低到中等表面覆盖密度的立方体粗糙度,已有大量研究。为了帮助填充具有高表面覆盖密度的立方体阵列上的流动文献,我们对具有覆盖密度(λ=0.25)、(0.5、0.6、0.7、0.8)和(0.9)的对齐立方体数组上的流动进行了直接数值模拟(DNS)。粗糙度为d型粗糙度。报告了基本流量,包括平均速度剖面、雷诺应力、弥散应力和粗糙度特性。特别注意粗糙子层中的二次湍流运动。两个相邻立方体之间薄槽的跨向交替模式导致立方体顶部上方低动量和高动量路径的跨向交错区域。我们表明,这些低动量和高动量路径的强度和展向位置取决于表面覆盖密度,而高动量路径不一定位于粗糙元素的正上方。为了确定产生和破坏这些二次湍流运动的物理过程,我们分析了分散动能(DKE)收支。数据表明,二次运动从DKE特定产生项和尾流产生项获得能量,并向DKE特定耗散项损失能量。

理学硕士:

76F40型 湍流边界层
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76平方米 有限体积法在流体力学问题中的应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Anderson,W.,Barros,J.M.,Christensen,K.T.&Awasthi,A.2015沿翼展方向非均匀粗糙度边界层湍流二次流机制的数值和实验研究。《流体力学杂志》768、316-347。
[2] Barlow,J.&Coceal,O.2008城市粗糙度底层湍流综述。气象局技术代表527、68。
[3] Barros,J.M.&Christensen,K.T.2014粗糙边界层中湍流二次流的观测。《流体力学杂志》748,R1。
[4] Bermejo-Moreno,I.、Campo,L.、Larsson,J.、Bodart,J.,Helmer,D.和Eaton,J.K.2014通过壁模大涡模拟在激波/湍流边界层相互作用中的限制效应。《流体力学杂志》758,5-62。
[5] Blackman,K.、Perret,L.和Calmet,I.2016使用PIV对城市状粗糙墙壁上边界层粗糙亚层的耗散进行估计。在第18届激光和成像技术在流体力学中的应用国际研讨会上。里斯本。
[6] Blackman,K.,Perret,L.,Calmet,I.&Rivet,C.2017使用PIV在城市状粗糙壁上发展的边界层湍流动能收支。物理学。流体29(8),085113。
[7] Borgas,M.,Flesch,T.K.&Sawford,B.L.1997反射对称性破坏的湍流弥散。《流体力学杂志》332141-156·Zbl 0892.76039号
[8] Busse,A.、Thakkar,M.和Sandham,N.2017不规则粗糙表面上近壁流动的雷诺数依赖性。《流体力学杂志》810196-224·Zbl 1383.76222号
[9] Chan,L.,Macdonald,M.,Chung,D.,Hutchins,N.&Ooi,A.2015过渡粗糙区湍流管流粗糙度高度和波长的系统研究。《流体力学杂志》771、743-777。
[10] Chan-Braun,C.,García-Villalba,M.&Uhlmann,M.2011过渡粗糙明渠流中作用于颗粒的力和转矩。《流体力学杂志》684,441-474·Zbl 1241.76393号
[11] Cheng,H.,Hayden,P.,Robins,A.&Castro,I.2007不同包装密度的立方体阵列上的流动。J.Wind Engng Ind.Aerodyn.95(8),715-740。
[12] Cheng,W.C.&Porté-Agel,F.2015湍流边界层流量对理想城市表面的调整:一项大规模模拟研究。边界层气象.155(2),249-270。
[13] Chung,D.,Hutchins,N.,Schultz,M.P.&Flack,K.A.2021预测粗糙表面的阻力。每年。《流体力学》第53期,第439-471页·兹比尔1459.76060
[14] Cionc,R.M.1965A植被冠层中气流的数学模型。J.应用。Meteorol.4(4),517-522。
[15] Coceal,O.,Thomas,T.,Castro,I.&Belcher,S.2006城市型立方体障碍物群的平均流量和湍流统计。边界层气象121(3),491-519。
[16] Forooghi,P.,Stroh,A.,Schlater,P.&Frohnapfel,B.2018不同随机分布粗糙元上流动的直接数值模拟:表面形态对湍流影响的系统研究。物理学。流体版本3(4),044605。
[17] Giometto,M.、Christen,A.、Egli,P.、Schmid,M.,Tooke,R.、Coops,N.和Parlange,M.2017树木对真实城市环境内外平均风、湍流和动量交换的影响。Adv.Water Resour.106,154-168。
[18] Graham,J.等人.2016紊流河道流量的web服务可访问数据库及其用于测试LES的新整体墙模型。《湍流杂志》17(2),181-215。
[19] Hoyas,S.&Jiménez,J.2006湍流通道中速度波动的缩放到\(Re_\tau=2003\)。物理学。流体18(1),011702。
[20] Huang,H.,Akutsu,Y.,Arai,M.&Tamura,M.2000A城市街道峡谷中的二维空气质量模型:评估和敏感性分析。大气。环境34(5),689-698。
[21] Hunt,J.C.R.、Wray,A.A.和Moin,P.1988湍流中的涡流、溪流和会聚区。湍流中心年度研究简报1988年夏季会议记录,193-208年。
[22] Hussein,H.J.和Martinuzzi,R.1996放置在通道中的表面安装立方体周围湍流的能量平衡。物理学。流体8(3),764-780。
[23] Jackson,P.1981关于对数速度剖面中的位移高度。《流体力学杂志》111,15-25·Zbl 0482.76053号
[24] 江,D.,江,W.,刘,H.&Sun,J.2008不同建筑间距、高度和布局对城市建筑阵列内和上方平均风和湍流特性的系统影响。风结构11(4),275-290。
[25] Jimenez,J.1983A平面剪切层中的跨向结构。《流体力学杂志》132、319-336。
[26] Jiménez,J.2004湍流流过粗糙的墙壁。每年。流体力学修订版36173-196·Zbl 1125.76348号
[27] Khalighi,Y.,Ham,F.,Nichols,J.,Lele,S.&Moin,P.2011非结构化大涡模拟,用于预测各种配置的湍流射流发出的噪声。AIAA论文2011-2886。
[28] Kim,J.,Moin,P.&Moser,R.1987低雷诺数下充分发展的通道流中的湍流统计。《流体力学杂志》177、133-166·Zbl 0616.76071号
[29] Kitoh,O.和Umeki,M.2008湍流平面Couette流核心区大尺度条纹结构的实验研究。物理学。流体20(2),025107·Zbl 1182.76384号
[30] Krayenhoff,E.S.等人.200A多层城市树冠气象模型(BEP-tree):行道树对行人区气候的影响。城市攀登32100590。
[31] Lee,J.H.,Sung,H.J.和Krogstad,P.-Å。2011立方体粗糙壁上湍流边界层的直接数值模拟。《流体力学杂志》669、397·Zbl 1225.76163号
[32] Leonardi,S.&Castro,I.P.2010《大立方体粗糙度河道水流:直接数值模拟研究》。《流体力学杂志》651,519-539·Zbl 1189.76124号
[33] Li,Q.&Bou-Zeid,E.2019非常粗糙表面上动量和标量输运的对比。《流体力学杂志》880,32-58·Zbl 1430.76312号
[34] Li,X.-X.,Liu,C.-H.&Leung,D.Y.2005开发用于确定街道峡谷空气交换率的k-(ε)模型。大气。环境39(38),7285-7296。
[35] Li,X.-X.,Liu,C.-H.&Leung,D.Y.2008用墙模型对高比例城市街道峡谷中的流动和污染物扩散进行大涡模拟。边界层气象129(2),249-268。
[36] Lozano-Duran,A.和Jiménez,J.2014计算域对湍流通道直接模拟的影响(Re_\tau=4200)。物理学。流体26(1),011702。
[37] Ma,P.C.,Yang,X.I.A.&Ihme,M.2018跨临界条件下的壁面流结构。物理学。流体版本3(3),034609。
[38] Macdonald,M.、Chan,L.、Chung,D.、Hutchins,N.和Ooi,A.2016具有不同粗糙度密度的过渡粗糙表面上的湍流。《流体力学杂志》804130-161。
[39] Macdonald,M.,Ooi,A.,GarcíA-Mayoral,R.,Hutchins,N.&Chung,D.2018高展弦比对齐钢筋的直接数值模拟。《流体力学杂志》843、126-155·Zbl 1430.76276号
[40] Macdonald,R.W.,Griffiths,R.F.&Hall,D.J.1998障碍物阵列表面粗糙度估算的改进方法。大气。《环境》32(11),1857-1864年。
[41] Mahesh,K.,Constantinescu,G.&Moin,P.2004复杂几何体大涡模拟的数值方法。J.计算。《物理学》197(1),215-240·Zbl 1059.76033号
[42] Martinuzzi,R.&Tropea,C.1993在充分发育的河道水流中,水面安装棱柱障碍物周围的水流。《流体工程杂志》115,85-92。
[43] Marusic,I.,Monty,J.P.,Hultmark,M.&Smits,A.J.2013关于壁湍流的对数区域。J.流体力学716,R3·Zbl 1284.76206号
[44] Mejia-Alvarez,R.&Christensen,K.T.2013-高度不规则粗糙度上湍流粗糙子层的壁面平行立体粒子图像测速测量。物理学。流感25(11),115109。
[45] Nugroho,B.,Hutchins,N.&Monty,J.2013由高度有序和定向表面粗糙度引起的湍流边界层中的大尺度展向周期性。国际热流学杂志41,90-102。
[46] Oke,T.R.1988街道设计和城市冠层气候。能源建筑11(1-3),103-113。
[47] Raupach,M.R.和Shaw,R.1982植被冠层内流量的平均程序。边界层气象。22(1),79-90。
[48] Sharma,A.&GarcíA-Mayoral,R.2020湍流流过密集的灯丝雨篷。《流体力学杂志》888,A2·Zbl 1460.76490号
[49] Sillero,J.A.,Jiménez,J.&Moser,R.D.2014-雷诺数达到(delta^+约2000)时湍流边界层和通道的两点统计。物理学。流体26(10),105109。
[50] Vanderwel,C.&Ganapathisubramani,B.2015展向间距对粗糙壁湍流边界层中大规模二次流的影响。《流体力学杂志》774,R2·Zbl 1416.76066号
[51] Volino,R.J.&Schultz,M.P.2018根据平均速度和雷诺剪切应力剖面确定壁面剪切应力。物理学。流体版本3(3),034606。
[52] Volino,R.J.,Schultz,M.P.&Flack,K.A.2011周期性二维和三维粗糙度边界层中的湍流结构。《流体力学杂志》676172-190·Zbl 1241.76052号
[53] Willingham,D.、Anderson,W.、Christensen,K.T.和Barros,J.M.2014横向气动粗糙度过渡上的湍流边界层流动:诱导混合和流动特征。物理学。流体26(2),025111。
[54] Womack,K.M.、Meneveau,C.和Schultz,M.P.2019湍流边界层剖面的综合剪切应力分析。《流体力学杂志》879,360-389·Zbl 1430.76285号
[55] Xie,Z.-T.&Fuka,V.2018A关于城市雨棚内空间平均和剪切应力的注释。边界层气象.167(1),171-179。
[56] Yamamoto,Y.和Tsuji,Y.2018河道水流对数区域的数值证据(Re_\tau=8000)。物理学。流体版本3(1),012602。
[57] Yang,X.I.A.2016关于区域尺度表面粗糙度非均匀性存在下的平均流动行为。边界层气象.161(1),127-143。
[58] Yang,X.I.A.和Meneveau,C.2016粗糙壁边界层中粗糙元方向和流动方向影响的大涡模拟和参数化。《湍流杂志》17(11),1072-1085。
[59] Yang,X.I.A.,Sadique,J.,Mittal,R.&Meneveau,C.2016矩形粗糙元上湍流边界层流动的指数粗糙层和分析模型。《流体力学杂志》789,127-165。
[60] Yang,X.I.A.,Xu,H.H.A.,Huang,X.L.D.&Ge,M.-W.2019稀疏填充立方体阵列上的阻力。《流体力学杂志》880,992-1019·Zbl 1430.76287号
[61] Zhu,X.,Iungo,G.V.,Leonardi,S.和Anderson,W.2017与整体空气动力学参数先验建模相关的类城市地形统计矩的参数研究。边界层气象。162(2),231-253。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。