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用二维经验模态分解识别湍流通道流中的附加涡。 (英语) Zbl 1419.76306号

摘要:二维经验模态分解(BEMD)用于识别湍流通道流中的附加涡流,并量化其与平均表面摩擦阻力产生的关系。BEMD是一种自适应、非侵入、数据驱动的多尺度信号模式分解方法,特别适用于非平稳和非线性过程,如湍流中遇到的过程。在本研究中,我们将通过直接数值模拟渠道流动获得的速度波动分解为具有特定长度尺度的BEMD模式。与之前的工作不同(例如[O.弗洛雷斯杰梅内斯,“对数层中最小流量单位的层次结构”,Phys。Fluids 22,No.7,论文编号071704(2010;数字对象标识代码:10.1063/1.3464157);Y.黄[《湍流通道流中自持附连涡旋的统计结构》,《流体力学杂志》767,254–289(2015;doi:10.1017/jfm.2015.24)])目前的方法采用自然演变的壁面湍流,而不修改Navier-Stokes方程,以保持固有的湍流动力学,并最小化人工数值强制或截断。我们表明,BEMD识别的模式具有自相似特性,单附涡主要由携带强烈流向速度波动的条纹结构和在所有速度分量中渗透的涡包组成。我们的发现与实际壁面流中附加涡的存在相一致,并表明BEMD模式可以用来代表汤森附加涡。最后,我们借助Fukagata-Iwamoto-Kasagi恒等式,从附加涡流的角度评估湍流产生[K.Fukagata公司等人,Phys。《流体14》,第11期,第4页(2002年;Zbl 1185.76134号)]通过将雷诺剪应力分解为四个与附加涡流的长度尺度相关的不同项。

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76F40型 湍流边界层
76F10层 剪切流和湍流

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