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Jesse D.Legaspi。;迈克尔·L·怀特。

分层湍流的普朗特数依赖性。 （英语） Zbl 1460.76508号

J.流体力学。 903，论文编号A12，36 p.（2020）.
概述：由于浮力抑制垂直运动，分层湍流具有水平分层结构和准二维涡。普朗特尔数（Pr）量化了粘度和浮力扩散率的相对强度，在不同微观尺度上抑制了小尺度速度和浮力波动。直接数值模拟（DNS）需要高分辨率来解析大Pr的最小流量特征。为了减少计算需求，\（Pr \）通常设置为1。本文探讨了Pr变化对分层湍流的影响。对四种分层强度和0.5至60之间的浮力雷诺数（Re_b）进行了均匀强迫分层湍流（0.7 \leq Pr \leq 8）的DNS。对能量谱、浮力通量谱、能量通量谱和物理空间场的尺度敏感性进行了比较。对于（Re_b\gtrsim 10），动能中的（Pr）依赖性主要出现在Kolmogorov尺度附近和之下的尺度上。势能和通量表现出更显著的Pr敏感性。随着\（Re_b\）的减少，这种\（Pr \）依赖性向上扩展。随着（Pr）的增加，光谱表明，至少在Ozmidov尺度及其以上的尺度上，最终收敛到大范围、有限的谱形状。在最强烈分层（Re_b<1）的情况下，光谱的（Pr）灵敏度与其他情况不同，因为大的水平尺度受到粘度和扩散的影响。这些发现表明，只要重点放在远大于Kolmogorov尺度的动能上，（Pr=1）DNS与大（Re_b）DNS相当接近（Pr>1），但在Kolmogrov尺度附近和之下偏离（Pr>1）谱，甚至在（Re_blesssim 1）时偏离高标度。

引用于2文件

MSC公司：

76F45型 湍流中的分层效应
86A05型 水文学、水文学、海洋学

关键词：

分层湍流;湍流模拟

软件：

FFTW公司
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\textit｛J.D.Legaspi｝和\textit｛M.L.Waite｝，J.Fluid Mech。903，第A12号文件，第36页（2020；兹bl 1460.76508）
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