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过渡壁湍流中双交叉的有限尺寸分析。 (英语) Zbl 1456.76058号

小结:本文对过渡平面Couette流中两个导致层湍流带向均匀壁湍流的连续交叉段进行了有限尺寸分析。对流动进行了直接数值模拟和低阶建模模拟。对湍流的动能(E)和序参量(M)进行了采样,序参量是湍流空间组织调制的度量。这两个量是根据相变现象学的分析结果进行处理的。第一个交叉涉及水流中湍流的空间组织损失。在频带阶段,阶数参数(M)随着雷诺数(R)的减小而持续减小,而其响应函数(chi_M)在交叉点处显示最大值。响应函数(max\chi_M)的最大值随畴尺寸的增加符合多项式定律(max\ch_M\propto(L_xL_z)^{frac{\tiled\nu}\mu},\tiled_nu/\mu\simeq 1)。第一临界雷诺数(R_{c,1})可以定义为达到响应函数最大值的值。在均匀相位中,随着平均场标度(M,σpropto 1/sqrt{L_xL_z(R-R_c)})的增加,序参数(M)及其方差(σ)减小到零。动能(E)是(R)的仿射函数,但在小范围内检测到急剧增加,这对应于第二次交叉。第二个临界雷诺数(R{c,2})可以定义为这个急剧增加范围的中心。在此范围内,观察到均匀湍流相和层湍流带相在空间和时间上共存。这种急剧增加伴随着动能响应函数的最大值。有限尺寸分析表明,跳跃并不陡峭,且(E)的响应函数最大值随着尺寸的增加而饱和。第一次交叉在形式上与凝聚态物质中的临界现象相同。第二次交叉与有限噪声弥散的一阶相变相一致。对这一现象的分析分析假设两相畴之间的前沿气体不相互作用,提供了与(E)一致的响应函数标度。在我们的上下文中,这相当于带状湍流和均匀湍流区域之间的晶界统计。我们最终讨论了这种形式主义如何解释带的取向顺序的破坏,以及不同取向畴之间的晶界。这种击穿可能发生在超大尺寸的磁畴中,并可能影响序参数及其响应函数。

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76F06型 过渡到湍流
第82天第15天 液体统计力学

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