×
阿什温·谢卡尔;迈克尔·格雷厄姆。

通道流中具有发状涡结构的精确相干态。 （英文） Zbl 1415.76137号

J.流体力学。 849, 76-89 (2018).
摘要：发夹涡作为壁湍流的一个重要结构方面被广泛研究。本工作首次描述了通道流动几何结构中Navier-Stokes方程的非线性行波解——精确相干态（ECS）——显示发夹状涡流结构。这个解族是在雷诺数（Re}=666）的鞍节点分岔处产生的。在分岔处，解具有高度对称的准流态涡旋结构，类似于先前研究的ECS。然而，随着与分叉距离的增加，上支管和下支管的解都形成了发夹式的涡结构特征：在靠近河道中心线的翼展方向的“头部”，平均剪切力消失，与向河道壁延伸的反向准流态“支腿”相连。在（Re}=1800）时，上支解具有与同一区域内湍流平均剖面相似的平均和雷诺剪应力剖面。

引用于6文件

MSC公司：

76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
37N10号 流体力学、海洋学和气象学中的动力系统
76D17号 粘性涡流
76F06型 过渡到湍流

关键词：

边界层结构;非线性动力系统;湍流

软件：

渠流
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{A.Shekar}和\textit{M.D.Graham}，J.流体力学。849、76-89（2018年；Zbl 1415.76137）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] Adrian，R.J.，壁湍流中的发夹涡组织，物理。流体，19，4，（2007）·Zbl 1146.76307号 ·doi:10.1063/1.2717527
[2] 品牌，E。；Gibson，J.F.，平面Couette流的双局域平衡解，流体力学。，750，R3，（2014）·doi:10.1017/jfm.2014.285
[3] Chantry，M。；Willis，A.P。；Kerswell，R.R.，《来自管流中全球周期行波的河流定标解的成因》，Phys。修订稿。，112, 16, (2014) ·doi:10.1103/PhysRevLett.112.164501
[4] Cherubini，S。；帕尔马，P.D。；Robinet，J.C。；Bottaro，A.，边界层中的边缘态，Phys。流体，23，5，（2011）·兹比尔1241.76246 ·doi:10.1063/1.3589842
[5] Duguet，Y。；普林格尔，C.C.T。；Kerswell，R.R.，《过渡管流中的相对周期轨道》，Phys。流体，20，11，（2008）·Zbl 1182.76222号 ·doi:10.1063/1.3009874
[6] Duguet，Y。；施拉特，P。；Henningson，D.S。；Eckhardt，B.，边界层流中自我维持的局部结构，Phys。修订稿。，108, (2012) ·doi:10.1103/PhysRevLett.108.044501
[7] Duguet，Y。；Willis，A.P。；Kerswell，R.R.，《管流过渡：湍流边界上的鞍结构》，《流体力学杂志》。，613, 255-274, (2008) ·Zbl 1151.76495号 ·doi:10.1017/S0022112008003248
[8] 埃克哈特，B。；Faisst，H。；施密格尔，A。；Schneider，T.M.，线性稳定剪切流中的动力系统和湍流过渡，Phil.Trans。R.Soc.伦敦。A、 366、1868、1297-1315（2008年）·doi:10.1098/rsta.2007.2132
[9] 埃克哈特，B。；施耐德，T.M。；Hof，B。；Westerweel，J.，管流中的湍流转换，年度。Rev.流体机械。，39, 447-468, (2007) ·Zbl 1296.76062号 ·doi:10.1146/anurev.fluid.39.050905.110308
[10] 艾特尔·阿莫尔，G。；厄尔吕，R。；施拉特，P。；Flores，O.，湍流边界层中的发夹涡，Phys。流体，27，2，（2015）·doi:10.1063/1.4907783
[11] Gibson，J.F.2012 ChannelFlow:C（++）中的频谱Navier-Stokes模拟器。技术代表。新罕布什尔大学。
[12] Gibson，J.F。；Brand，E.，平面剪切流的跨尺度解，J.流体力学。，745, 25-61, (2014) ·doi:10.1017/jfm.2014.89
[13] Gibson，J.F。；哈尔克罗，J。；Cvitanović，P.，平面Couette流状态空间几何可视化，流体力学杂志。，611, 107-130, (2008) ·Zbl 1151.76453号 ·doi:10.1017/S002211200800267X
[14] Gibson，J.F。；哈尔克罗，J。；Cvitanovic，P.，平面Couette流的平衡解和行波解，流体力学杂志。，638, 243-266, (2009) ·Zbl 1183.76688号 ·doi:10.1017/S0022112009990863
[15] Hof，B。；Van Doorne，C.W。；韦斯特韦尔，J。；Nieuwstadt，F.T。；Faisst，H。；埃克哈特，B。；韦丁，H。；科尔斯韦尔，R.R。；Waleff，F.，湍流管流中非线性行波的实验观测，科学，305，5690，1594-1598，（2004）·doi:10.1126/science.1100393
[16] 伊塔诺，T。；Generalis，S.，平面couette流中的发夹涡解：打结涡的挂毯，Phys。修订稿。，102，（2009年）·doi:10.1103/PhysRevLett.102.114501
[17] 川原，G。；乌尔曼，M。；Van Veen，L.，《湍流中简单不变解的重要性》，年。Rev.流体机械。，44, 203-225, (2012) ·兹比尔1352.76031 ·doi:10.1146/annurev-fluid-120710-101228
[18] Khapko，T。；Kreilos，T。；施拉特，P。；Duguet，Y。；埃克哈特，B。；Henningson，D.S.，渐近吸力边界层中的局部化边态，J.流体力学。，717，R6，（2013）·Zbl 1284.76106号 ·文件编号：10.1017/jfm.2013.20
[19] Nagata，M。；Deguchi，K.，平面Poiseuille流中的镜对称精确相干态，J.流体力学。，735，R4，（2013）·Zbl 1294.76115号 ·doi:10.1017/jfm.2013.515
[20] 尼拉瓦拉，S.A。；Duguet，Y。；Lusseyran，F.，最小通道流的状态空间分析，流体动力学。决议，49，3，（2017）·doi:10.1088/1873-7005/aa6790
[21] Park，J.S。；Graham，M.D.，《最小通道流中的精确相干态和湍流动力学联系》，J.流体力学。，782, 430-454, (2015) ·Zbl 1381.76097号 ·doi:10.1017/jfm.2015.554
[22] 佩里，A.E。；Chong，M.S.，《壁湍流机制》，《流体力学杂志》。，119, 106-121, (1982) ·Zbl 0517.76057号 ·doi:10.1017/S0022112082001311
[23] 拉瓦特，S。；Cossu，C。；Rincon，F.，从平面Poiseuille流中相对周期轨道分叉的行波解，Comptes-Rendus Mécanique，344，6，448-455，（2016）·doi:10.1016/j.crme.2015.12.005
[24] Robinson，S.K.，湍流边界层中的相干运动，Annu。Rev.流体机械。，23, 1, 601-639, (1991) ·doi:10.1146/annurev.fl.23.010191.003125
[25] 施拉特，P。；李，Q。；厄尔吕，R。；侯赛因，F。；Henningson，D.S.，《关于中等雷诺数下的近壁涡结构》，《欧洲力学杂志》。（B/液体），48，75-93，（2014）·doi:10.1016/j.euromechflu.2014.04.011
[26] 斯库夫卡，J.D。；约克·J·A。；Eckhardt，B.，《平行剪切流中的混沌边缘》，Phys。修订稿。，96, 17, (2006) ·doi:10.1103/PhysRevLett.96.174101
[27] 史密茨，A.J。；Mckeon，B.J。；Marusic，I.，高雷诺数壁湍流，Annu。Rev.流体机械。，43, 1, 353-375, (2011) ·Zbl 1299.76002号 ·doi:10.1146/annurev-fluid-122109-160753
[28] 西奥多森，T.1952《湍流机制》。第二届国际中西部流体力学会议，第1-19页。俄亥俄州立大学。
[29] Toh，S。；Itano，T.，通道流中的周期性溶液，J.流体力学。，481, 67-76, (2003) ·Zbl 1034.76014号 ·doi:10.1017/S0022112003003768
[30] Townsend，A.A.，平衡层和壁湍流，J.流体力学。，11, 1, 97-120, (1961) ·Zbl 0127.42602号 ·doi:10.1017/S0022112061000883
[31] Waleff，F.，《关于剪切流中的自持过程》，Phys。流体，9，4，883-900，（1997）·doi:10.1063/1.869185
[32] Waleff，F.，平面剪切流中的三维相干态，物理学。修订稿。，81, 19, 4140-4143, (1998) ·doi:10.1103/PhysRevLett.81.4140
[33] Waleff，F.，《通道流中的精确相干结构》，《流体力学杂志》。，435, 93-102, (2001) ·Zbl 0987.76034号 ·doi:10.1017/S0022112001004189
[34] Waleffe，F.，平面剪切流中精确相干结构的同调性，Phys。流体，15，6，1517-1534，（2003）·Zbl 1186.76556号 ·doi:10.1063/1.1566753
[35] 墙壁，D.P。；Nagata，M.，通道流中的精确相干态，J.流体力学。，788, 444-468, (2016) ·Zbl 1381.76093号 ·doi:10.1017/jfm.2015.685
[36] Wang，J。；Gibson，J。；Waleff，F.，《剪切流中的下分支相干态：跃迁和控制》，物理学。修订稿。，98, 20, (2007)
[37] 韦丁，H。；Kerswell，R.R.，《管流中的精确相干结构：行波解》，《流体力学杂志》。，508, 333-371, (2004) ·Zbl 1065.76072号 ·doi:10.1017/S0022112004009346
[38] Woodcock，J.D。；Marusic，I.，附着涡流的统计行为，Phys。流体，27，1，（2015）·doi:10.1063/1.4905301
[39] 吴，X。；Moin，P.，标称零压力颗粒平板边界层湍流的直接数值模拟，J.流体力学。，630, 5-41, (2009) ·Zbl 1181.76084号 ·doi:10.1017/S0022112009006624
[40] 扎默特，S。；Eckhardt，B.，《先驱者和后来者——平面Poiseuille流中精确相干结构的出现顺序》，J.Turbul。，18, 2, 103-114, (2016) ·doi:10.1080/14685248.2016年12月245420日
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。