计算湍流结构张量的一般框架

良好的湍流结构测量对于湍流建模、流动诊断和分析非常重要。结构信息是对雷诺应力张量所携带的成分各向异性的补充，并且由于结构在空间上延伸，结构信息本质上是非局部的。给定湍流场的瞬时快照或两点统计相关性，可以提取湍流的结构特征。然而，这个过程往往计算量大且繁琐。因此，湍流结构特征的单点统计测量是可取的。湍流结构张量是湍流结构非局部特征的单点统计描述子，构成了构建湍流基于结构模型（SBM）的数学框架。尽管SBM有这样的希望，但张量到目前为止只在少数相当简单的规范流的DNS数据库中可用。这抑制了SBM的进一步发展，并阻碍了张量用于流动分析和诊断。缺乏计算复杂域中张量的明确数值方法是DNS数据库中结构张量报告很少的原因之一。特别是，在复杂几何体中施加适当的边界条件是非常重要的。在这项工作中，我们首次对可用于计算任意湍流配置中结构张量的数学和计算框架进行了严格且有据可查的描述。