朱、鲁;阿图菲，阿米尔;阿德里安·勒法夫;约翰·泰勒。;Rich R.科尔斯韦尔。;斯图亚特·达齐尔（Stuart B.Dalziel）。;格雷戈里·劳伦斯。;林登，P.F。 分层倾斜风管：直接数值模拟。 （英语） Zbl 1521.76176号 J.流体力学。 969，论文编号A20，29 p.（2023）. 小结：分层倾斜管道（SID）实验由长倾斜矩形管道中的零净体积交换流组成，它允许研究具有持续内力的真实分层剪切流。我们首次对SID进行了三维直接数值模拟（DNS），以探索由以下内容首次描述的日益湍流流型之间的过渡C.R.梅耶和P.F.林登《流体力学杂志》第753、242–253页（2014年；doi:10.1017/jfm.2014.358)]. 我们开发了一个数值装置，该装置忠实地再现了实验，并以最小的计算成本将流体维持任意长的时间。我们恢复了在参数空间的相同区域中实验发现的四种定性流型：层流、波浪、间歇湍流和充分发展的湍流。我们发现DNS与实验之间在定性和定量上有很好的一致性，并强调DNS的附加价值，以补充实验诊断，并增加我们对湍流过渡的理解，无论是在时间上（层流/湍流循环）和参数（随着风管倾角和雷诺数的增加）。这些结果表明，SID的数值研究以及模拟和实验之间的更深入集成，有助于更好地理解分层湍流。 引用于三文件 MSC公司： 76F45型 湍流中的分层效应 76F10层 剪切流和湍流 76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用 关键词：分层湍流;剪切层湍流;波流，间歇性湍流;充分发展的湍流;Boussinesq近似;高阶有限差分格式 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{L.Zhu}等人，《流体力学杂志》。969，论文编号A20，29 p.（2023；Zbl 1521.76176） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Bartholomew，P.，Deskos，G.，Frantz，R.A.S.，Schuch，F.N.，Lamballais，E.&Laizet，S.2020Xcompact3D：解决笛卡尔网格上湍流问题的开源框架。软件X12100550。 [2] Caulfield，C.P.2020湍流分层混合的开放性问题：我们甚至知道我们不知道的东西吗？物理学。流体版本5（11），110518。 [3] Caulfield，C.P.2021湍流分层流中的分层、不稳定性和混合。每年。《流体力学》第53期，第113-145页·Zbl 1459.76064号 [4] Dauxois，T.等人2021面临环境流体力学的巨大挑战。物理学。修订版流体6，020501。 [5] Ducimetière，Y.、Gallaire，F.、Lefauve，A.和Caulfield，C.P.2021展向约束对分层剪切不稳定性的影响。物理学。流体版本6（10），103901。 [6] Frantz，R.A.S.，Deskos，G.，Laizet，S.&Silvestrini，J.H.2021使用高阶有限差分谱消失粘度方法对重力流进行高保真模拟。计算。液体221104902·Zbl 1521.76538号 [7] Gautier，R.，Laizet，S.&Lamballais，E.2014使用浸没边界法对微射流控制的DNS研究。国际计算杂志。流体动力学28（6-10），393-410。 [8] Gregg，M.C.，D'Asaro，E.A.，Riley，J.J.&Kunze，E.2018海洋中的混合效率。Ann.Rev.Marc Sci.10，443-473。 [9] Jiang，X.，Lefauve，A.，Dalziel，S.B.&Linden，P.F.2022日益湍流分层剪切层中相干涡结构的演变。《流体力学杂志》947，A30·Zbl 1515.76068号 [10] Jiménez，J.&Simens，M.P.2001湍流壁流的低维动力学。《流体力学杂志》435，81-91·Zbl 1022.76022号 [11] Laizet，S.&Lamballais，E.2009不可压缩流的高阶紧致格式：一种简单有效的准谱精度方法。化学杂志。《物理学》228（16），5989-6015·Zbl 1185.76823号 [12] Laizet，S.&Li，N.2011Incompact3d：一个强大的工具，用于处理高达O（10^5）计算核心的湍流问题。国际数字学会。方法。流体67（11），1735-1757·Zbl 1419.76481号 [13] Lawrence，G.A.1990关于Boussinesq和非Boussinessq双层流的水力学。《流体力学杂志》215、457-480·兹伯利0698.76115 [14] Lefauve，A.2018持续分层剪切流中的波浪和湍流。剑桥大学博士论文。 [15] Lefauve，A.&Linden，P.F.2020a倾斜管道中浮力驱动的交换流。《流体力学杂志》893，A2·Zbl 1460.76388号 [16] Lefauve，A.&Linden，P.F.2020b支持“倾斜管道中浮力驱动的交换流”的研究数据。https://doi.org/10.17863/CAM.48821。 ·Zbl 1460.76388号 [17] Lefauve，A.&Linden，P.F.2022a连续受迫剪切驱动分层湍流的实验特性。第1部分：。平均流量、自组织、紊流分数。《流体力学杂志》937，A34·Zbl 07483959号 [18] Lefauve，A.&Linden，P.F.2022b连续受迫剪切驱动分层湍流的实验特性。第2部分。能量学、各向异性、参数化。《流体力学杂志》937，A35·Zbl 07483960号 [19] Lefauve，A.，Partridge，J.L.&Linden，P.F.2019持续分层剪切流的体制转变和能量学。《流体力学杂志》875，657-698·Zbl 1421.76101号 [20] Lefauve，A.、Partridge，J.、Zhou，Q.、Dalziel，S.B.、Caulfield，C.P.和Linden，P.F.2018受限Holmboe波的结构和起源。《流体力学杂志》848、508-544。 [21] Linden，P.F.1979分层流体中的混合。地球物理学。天体物理学。流体动力学13（1），3-23。 [22] Meyer，C.R.&Linden，P.F.2014分层剪切流：倾斜管道中的实验。《流体力学杂志》753，242-253。 [23] Mohd-Yusof，J.1997复杂几何模拟的浸入式树干/B样条组合方法。NASA技术代表CTR年度研究简报。 [24] Osborn，T.R.1980从耗散测量中估算局部垂直扩散率。《物理学杂志》。Oceanogr.10（1），83-89。 [25] Osborn，T.R.&Cox，C.S.1972海洋精细结构。地球物理学。天体物理学。流体动力学3，321-345。 [26] Partridge，J.L.，Lefauve，A.&Dalziel，S.B.2019速度场和密度场体积测量的通用扫描方法。测量。科学。Technol.30，055203。 [27] Peyret，R.2002《不可压缩粘性流的光谱方法》，第148卷。施普林格科技与商业媒体·Zbl 1005.76001号 [28] Riley，J.J.和Lelong，M.2000强稳定分层条件下的流体运动。每年。流体力学修订版32（1），613-657·Zbl 0988.76019号 [29] Robinson，S.K.1991湍流边界层中的相干运动。每年。《流体力学评论》23（1），601-639。 [30] Salehipour，H.，Peltier，W.R.&Caulfield，C.P.2018强分层混合层湍流的自组织临界性。《流体力学杂志》856228-256·Zbl 1415.76285号 [31] Smyth，W.D.&Moum，J.N.2013赤道东太平洋的边缘不稳定性和深循环湍流。地球物理学。第40号决议（23），6181-6185。 [32] Thorpe，S.A.2010分层剪切流中的湍流水力跳跃。《流体力学杂志》654、305-350·Zbl 1193.76064号 [33] Turner，J.S.1973流体中的浮力效应。剑桥大学出版社·Zbl 0262.76067号 [34] Watanabe，T.、Riley，J.J.、Nagata，K.、Matsuda，K.和Onishi，R.2019稳定分层剪切层中的发夹涡和高度拉长的流动结构。《流体力学杂志》878、37-61·Zbl 1430.76290号 [35] Weyl，F.J.1954光学方法分析，第3-25页。普林斯顿大学出版社。 [36] Zhu，L.，Atoufi，A.，Lefauve，A.，Taylor，J.R.，Kerswell，R.R.，Dalziel，S.B.，Lawrence，G.A.&Linder，P.F.2023分层倾斜风管：直接数值模拟。流体动力学。https://doi.org/10.17863/CAM.99586。 ·Zbl 1521.76176号 [37] Zhu，L.&Xi，L.2020用混合伪谱/有限差分数值格式模拟惯性驱动和弹惯性粘弹性湍流槽道流动。《非牛顿流体力学杂志》286，104410。 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。