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马修·尚特里;Laurette S·塔克曼。;德怀特·巴克利

无壁剪切流中的湍流-层流模式。 （英语） Zbl 1382.76106号

J.流体力学。 791，论文编号R8，14 p.（2016）.
摘要：湍流-层流间歇性，通常以带和斑点的形式出现，是壁面剪切流中湍流路径的普遍特征。在这里，我们研究了正弦体力驱动的无应力边界之间的理想剪切，并证明了该流动中的湍流与平面Couette流动内部（不包括边界层的区域）中的湍流之间的定量一致性。利用无边界层的情况，我们构建了一个模型流，该模型流仅使用剪切方向的四个傅里叶模式，但却能有力地捕捉到从斑点增长到湍流带和均匀湍流的过渡过程中观察到的时空现象的范围。该模型大大降低了模拟间歇性湍流结构的成本，同时保持了基本物理和与Navier–Stokes方程的直接联系。我们通过引入平面Poiseuille流和管道流的无应力等效流，再次捕捉过渡过程中的湍流-层流结构，来证明该过程的一般性质。

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MSC公司：

76F06型 过渡到湍流

关键词：

低维模型;图案形成;过渡到湍流

软件：

渠流
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\textit{M.Chantry}等人，《流体力学杂志》。791，论文编号R8，14 p.（2016；Zbl 1382.76106）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Avila，K.、Moxey，D.、de Lozar，A.、Avilla，M.、Barkley，D.和Hof，B.2011管流中湍流的开始。科学333192-196.10.1126/科学1203223·Zbl 1411.76035号 ·doi:10.1126/science.1203223
[2] Barkley，D.2011简化管流的复杂性。物理学。版本E84016309。
[3] Barkley，D.，Song，B.，Mukund，V.，Lemoult，G.，Avila，M.&Hof，B.2015完全湍流的上升。Nature526，550-553.10.338/nature15701·doi:10.1038/nature15701
[4] Barkley，D.&Tuckerman，L.S.2005 Couette流中湍流层流模式的计算研究。物理学。修订版Lett.94，014502.10.1103/PhysRev Lett.94.014502·兹比尔1124.76018 ·doi:10.1103/PhysRevLett.94.014502
[5] Barkley，D.&Tuckerman，L.S.2007平面Couette流中湍流-层流模式的平均流量。J.流体力学576，109-137.10.1017/S002211200600454X2308151·Zbl 1124.76018号 ·doi:10.1017/S002211200600454X
[6] Beaume，C.，Chini，G.P.，Julien，K.&Knobloch，E.2015平行剪切流中精确相干态的简化描述。物理学。版本E91043010。
[7] Bottin，S.&Chate，H.1998平面Couette流向湍流过渡的统计分析。欧洲物理学。J.B6143-155.10.1007/s100510050536·doi:10.1007/s100510050536
[8] Bottin，S.，Daviaud，F.，Manneville，P.&Dauchot，O.1998平面Couette流向时空间歇性的不连续过渡。欧洲鱼。信函43171-176.10.10209/epl/i1998-00336-3·doi:10.1209/epl/i1998-00336-3
[9] Chantry，M.和Kerswell，R.R.2015平面Couette流展向扩展模型的定位。物理学。版本：E91，043005。
[10] Coles，D.1962湍流剪切流中的界面和间歇性。Mecanique de la Turbulence108、229-248。
[11] 科尔斯，D.1965循环库特流中的过渡。《流体力学杂志》21，385-425.10.1017/S0022112065000241·Zbl 0134.21705号 ·doi:10.1017/S0022112065000241
[12] Couliou，M.&Monchaux，R.2015过渡平面中的大尺度流动Couette流动：斑点生长机制的关键成分。物理学。流体27，034101.10.1063/1.4914082·数字对象标识代码：10.1063/1.4914082
[13] Darbyshire，A.G.&Mullin，T.1995恒定流量管道流中的湍流过渡。J.流体力学289，83-114.10.1017/S0022112095001248·doi:10.1017/S0022112095001248
[14] Dawes，J.H.P.和Giles，W.J.2011剪切流截断一维模型中的湍流转换。程序。R.Soc.伦敦。A467，3066-3087.10098/rspa.2011.0225·Zbl 1239.76040号 ·doi:10.1098/rspa.2011.0225
[15] Doering，C.R.，Eckhardt，B.&Schumacher，J.2003体力平面剪切流中的能量耗散。J.流体力学494，275-284.10.10017/S002211200300613X2018778·Zbl 1051.76028号 ·doi:10.1017/S002211200300613X
[16] Drazin，P.G.&Reid，W.H.2004水动力稳定性。剑桥大学出版社.10.1017/CBO9780511616938·兹比尔1055.76001 ·doi:10.1017/CBO9780511616938
[17] Duguet，Y.&Schlater，P.2013平面剪切流中的斜层流-湍流界面。物理学。修订稿110，034502.10.1103/物理修订稿110.034502·doi:10.1103/PhysRevLett.110.034502
[18] Duguet，Y.，Schlater，P.&Henningson，D.S.2010平面Couette流过渡开始附近湍流模式的形成。J.流体力学650，119-129.10.1017/S0022112010000297·Zbl 1189.76254号 ·doi:10.1017/S0022112010000297
[19] Gibson，J.F.2014 Channelflow:C++中的频谱Navier-Stokes模拟器。新罕布什尔大学技术代表。Channelflow.org。
[20] Gibson，J.F.，Halcrow，J.&Cvitanović，P.2008平面Couette流状态空间几何可视化。《流体力学杂志》6111907-130.10.1017/S002211200800267X2456762·Zbl 1151.76453号 ·doi:10.1017/S002211200800267X文件
[21] Lagha，M.2007平面Poiseuille流模型中的湍流点和波。物理学。液体19、124103·Zbl 1182.76421号
[22] Lagha，M.和Manneville，P.2007a平面Couette流建模。湍流点周围的大规模流动。物理学。液体19，094105·Zbl 1182.76422号
[23] Lagha，M.和Manneville，P.2007b过渡平面Couette流建模。欧洲物理学。J.B58，433-447.10.1140/epjb/e2007-00243-y·Zbl 1182.76422号 ·doi:10.1140/epjb/e2007-00243-y
[24] Lemoult，G.、Gumowski，K.、Aider，J.-L.和Wesfreid，J.E.2014河道水流中的紊流点：实验研究。欧洲物理学。《期刊》E37，1-11。
[25] Manneville，P.2004过渡平面Couette流模型中的斑点和湍流区域。理论。计算。Fluid Dyn.18169-181.10.1007/s00162-004-0142-4流体动力学·Zbl 1178.76181号 ·文件编号：10.1007/s00162-004-0142-4
[26] Manneville，P.2009《壁面流湍流衰减的时空透视》。物理学。修订版E79025301。
[27] Manneville，P.2015关于一般的壁面流，特别是平面Couette流向湍流的过渡。欧洲力学杂志。（B/液体）49，345-362.10.1016/j.euromechflu.2014.03.0173284286·Zbl 1408.76274号 ·doi:10.1016/j.euromechflu.2014.03.017
[28] Meseguer，A.、Mellibovsky，F.、Avila，M.和Marques，F.2009泰勒-库埃特流螺旋湍流的不稳定性机制和过渡情景。物理学。版本E80，046315。
[29] Mizuno，Y.和Jiménez，J.2013无墙湍流。《流体力学杂志》723，429-455.10.1017/jfm.2013.137S0022112013001377·Zbl 1287.76137号 ·doi:10.1017/jfm.2013.137
[30] Moehlis，J.、Faisst，H.和Eckhardt，B.2004湍流剪切流的低维模型。新J.Phys.6，56.10.1088/1367-2630/6/1/0562116075·Zbl 1090.37059号 ·doi:10.1088/1367-2630/6/1/056
[31] Moehlis，J.、Faisst，H.和Eckhardt，B.2005低维剪切流模型中的周期轨道和混沌集。SIAM J.应用。动态。系统4，352-376.10.1137/0406061442173532·Zbl 1090.37059号 ·数字对象标识代码：10.1137/040606144
[32] Moxey，D.和Barkley，D.2010过渡管道流中不同的大规模湍流-层流状态。程序。美国国家科学院。科学。美国107，8091-8096.10.1073/pnas.0909560107·doi:10.1073/pnas.0909560107
[33] Podvin，B.&Fraigneau，Y.2011壁湍流直接数值模拟的合成壁边界条件。J.Turbul.12，1-26.10.1080/14685248.2010.541259·doi:10.1080/14685248.2010.541259
[34] Pomeau，Y.1986流体动力学中的波前运动、亚稳态和亚临界分岔。物理D23，3-11。
[35] Prigent，A.，Grégoire，G.，Chaté，H.&Dauchot，O.2003湍流剪切流的长波长调制。物理D174100-113·Zbl 1036.76023号
[36] Prigent，A.、Grégoire，G.、Chaté，H.、Dauchot，O.和van Saarloos，W.2002湍流剪切流中的大尺度有限波长调制。物理学。修订稿89014501.10103/PhysRevLett.89.014501·Zbl 1036.76023号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.89.014501
[37] Schumacher，J.&Eckhardt，B.2001平行剪切流中湍流点的演变。物理学。版本E63046307。
[38] Seshasayanan，K.和Manneville，P.2015层流——壁面剪切流中的湍流模式：Galerkin模型。流体动力学。第47号决议，035512.10.1088/0169-5983/47/0355123349125·doi:10.1088/0169-5983/47/3/035512
[39] Shi，L.，Avila，M.&Hof，B.2013库特流湍流开始时的尺度不变性。物理学。修订稿110204502。
[40] Tsukahara，T.，Iwamoto，K.，Kawamura，H.&Takeda，T.2014过渡通道流动中伴随湍流烟状结构的传热DNS。arXiv：1406.0586。
[41] Tuckerman，L.S.和Barkley，D.2011过渡平面Couette流中的模式和动力学。物理学。液体23，041301.10.1063/1.3580263·Zbl 1308.76135号 ·数字对象标识代码：10.1063/1.3580263
[42] Tuckerman，L.S.、Kreilos，T.、Schrobsdorff，H.、Schneider，T.M.和Gibson，J.F.2014湍流-平面Poiseuille流中的层流模式。物理学。流体26114103.1063/1.4900874·doi:10.1063/1.4900874
[43] Waleff，F.1997关于剪切流中的自持过程。物理学。液体9，883-900.10.63/1.869185·doi:10.1063/1.869185
[44] Waleff，F.2003平面剪切流中精确相干结构的同伦。物理学。液体15，1517-1534.10.1063/1.15667531977897·Zbl 1186.76556号 ·doi:10.1063/1.1566753
[45] Willis，A.P.和Kerswell，R.R.2009简化模型中捕捉到的管流湍流动力学：烟团再氨化和局部“边缘”状态。J.流体力学619，213-233.10.1017/S00221120080046182465947·Zbl 1156.76395号 ·doi:10.1017/S0022112008004618
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