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墙体剪力的相干不稳定性。 (英语) Zbl 1444.76060号

小结:研究了壁面剪切流中相干发夹现象的机理。提出了一种基于形态运算的水流结构识别与分析算法。该方法将流场的拓扑结构提取为离散数据集,并支持跨多尺度相干流过程的时间分辨采样。应用于中等雷诺数下过渡层和湍流边界层的直接模拟数据,揭示了发夹过程的流动物理。该分析将发夹与指数不稳定性联系在一起,指数不稳定性在流向速度分量中的负扰动畸变的水流中被放大。线性分析证实了与静脉曲张型无粘不稳定机制的联系。发夹包的形成与一个自相似过程有关,该过程起源于一块低速流体,描述了导致单个发夹形成的动力学循环。对数千个湍流发夹演变的分析提供了主要动力学的统计特征,并得出发夹过程的时间分辨平均值。与过渡发夹的比较显示出定性一致的趋势,从而支持了早期关于其等效性的假设。就事件的因果关系而言,结果表明,发夹是静脉曲张不稳定性的表现,因此是流动主要扰动的结果,而不是原因。

MSC公司:

76F40型 湍流边界层
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟

关键词:

边界层不稳定性湍流
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全文: 内政部

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