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阿基尔·内坎蒂；谢尔·奈丹；Oliver T.施密特。；苏塔努·萨卡尔

湍流钝体尾迹中的大尺度条纹。 （英语） Zbl 07767354号

J.流体力学。 974，论文编号A47，30 p.（2023）.
摘要：湍流圆盘尾迹数据库（Chongsiripinyo&Sarkar，J.流体力学。在雷诺数（Re=U_infty D/nu=5\乘以10^4。模拟的前所未有的顺流长度——直到（x/D大约120）——可以对近尾流和远尾流进行研究。近尾迹主要由位于方位波数（m=1）和斯特鲁哈尔数（St=0.135）的涡旋脱落（VS）模式控制。滤除VS结构后，尾流中频率为（St\rightarrow 0）的大规模条纹的确凿证据，即等效的流向波数（k_x\right箭头0），在可视化和光谱中变得明显。这些条纹结构在整个模拟域中发现，超过\（x/D\约10\）。条件平均的流向涡度场表明，升力机制在远尾迹和近尾迹中都是活跃的，喷出物对强烈事件的贡献大于扫掠。采用谱本征正交分解提取大尺度条纹的能量和时空特征。条纹能量集中在整个区域的方位角模式中。最后，进行双谱模式分解，以揭示（m=1）和（St=pm 0.135）模式之间的强相互作用，从而得到（m=2）、（St\rightarrow 0）条纹模式。我们的结果表明，VS模的自相互作用产生了（m=2），（St&rightarrow 0）流向涡，这导致在升力过程中形成条纹。据作者所知，这是首次报道和表征湍流尾迹中大规模低频条纹及其相关升力机制的研究。

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76倍 流体力学

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\textit{A.Nekkanti}等人，J.流体力学。974，论文编号A47，30页（2023；Zbl 07767354）
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参考文献：

[1] Abreu，L.I.，Cavalieri，A.V.G.，Schlater，P.，Vinuesa，R.&Henningson，D.S.2020湍流管流中近壁相干结构的光谱固有正交分解和分解分析。《流体力学杂志》900，A11·Zbl 1460.76445号
[2] Antonia，R.A.&Mi，J.1998湍流圆柱和屏尾流的自我保护方法。实验热处理。《流体科学》17（4），277-284。
[3] Bae，H.J.、Lozano-Duran，A.和Mckeon，B.J.2021壁面流缓冲层和对数层中自持过程的非线性机制。《流体力学杂志》914，A3·Zbl 1461.76252号
[4] Balaras，E.2004在大规模模拟中，使用固定笛卡尔网格上的外力场对复杂边界进行建模。计算。流体33（3），375-404·Zbl 1088.76018号
[5] Berger，E.、Scholz，D.和Schumm，M.1990静止和受力振动下球体和圆盘尾流的不同涡流结构。《流体结构杂志》4（3），231-257。
[6] Bernal，L.P.&Roshko，A.196平面混合层中的流向涡结构。《流体力学杂志》170、499-525。
[7] Boronin，S.A.、Healey，J.J.和Sazhin，S.S.2013圆形粘性射流的非模态稳定性。《流体力学杂志》716，96-119·Zbl 1284.76175号
[8] Brandt，L.2007边界层低速条纹不稳定性和破裂的数值研究。欧洲力学杂志。（B/液体）26（1），64-82·Zbl 1151.76452号
[9] Brandt，L.2014.升力效应：剪切流中过渡和湍流背后的线性机制。欧洲力学杂志。（B/液体）47、80-96·Zbl 1297.76073号
[10] Bronez，T.P.1992关于多任务频谱分析的性能优势。IEEE传输。信号处理40（12），2941-2946。
[11] Brown，G.L.&Roshko，A.194《湍流混合层中的密度效应和大结构》。《流体力学杂志》64（4），775-816·Zbl 1416.76061号
[12] Cannon，S.，Champagne，F.&Glezer，A.1993轴对称物体后尾迹中大规模结构的观测。实验流体14（6），447-450。
[13] Cavalieri，A.V.G.，Rempel，E.L.&Nogueira，P.A.S.2022剪切层简化模型中的混沌过渡。《流体力学杂志》932，A43·Zbl 1508.76052号
[14] Cho，M.，Hwang，Y.和Choi，H.2018湍流通道流中的尺度相互作用和光谱能量传递。《流体力学杂志》854，474-504·Zbl 1415.76328号
[15] Chongsiripinyo，K.和Sarkar，S.2020均匀和分层流体中圆盘后面湍流尾迹的衰减。《流体力学杂志》885，A31·Zbl 1460.76235号
[16] Corino，E.R.&Brodkey，R.S.1969湍流中壁区的目视调查。《流体力学杂志》37（1），1-30。
[17] Dairay，T.、Obligado，M.和Vassilicos，J.C.2015轴对称湍流尾迹中的非平衡标度定律。《流体力学杂志》78116-195·Zbl 1359.76156号
[18] Delville，J.1994通过适当的正交分解对剪切层中的组织进行表征。申请。科学。第53（3）号决议，263-281。
[19] Ellingsen，T.&Palm，E.1975线性流的稳定性。物理学。液体18（4），487·Zbl 0308.76030号
[20] Farrell，B.F.&Ioannou，P.J.2012湍流壁面剪切流中顺流滚动和条纹的动力学。《流体力学杂志》708149-196·Zbl 1275.76125号
[21] Fuchs，H.V.、Mercker，E.和Michel，U.1979a轴对称物体尾迹中的大尺度相干结构。《流体力学杂志》93（1），185-207。
[22] Fuchs，H.V.、Mercker，E.和Michel，U.1979b轴对称物体尾迹中的大尺度相干结构。《流体力学杂志》93（1），185-207。
[23] Germano，M.，Piomelli，U.，Moin，P.&Cabot，W.H.1991A动态亚脊尺度涡流粘度模型。物理学。流体3（7），1760-1765·Zbl 0825.76334号
[24] Glauser，M.N.和George，W.K.1992多点测量在流量表征中的应用。实验热处理。流体科学5（5），617-632。
[25] Glauser，M.N.，Leib，S.J.&George，W.K.1987轴对称湍流射流混合层中的相干结构。《湍流剪切流5》，第134-145页。斯普林格。
[26] Gola，D.、Nidhan，S.、Ortiz Tarin，J.L.和Sarkar，S.2023非线性分层中的磁盘尾流。《流体力学杂志》956，A5·Zbl 1516.76037号
[27] Goparaju，H.&Gaitonde，D.V.2022钝化平板上层流-湍流过渡中熵不稳定性的作用。物理学。流体版本7（10），103901。
[28] Gualtieri，P.，Casciola，C.M.，Benzi，R.，Amati，G.&Piva，R.2002均匀剪切流中的标度律和间歇性。物理学。流体14（2），583-596·Zbl 1184.76197号
[29] Hamilton，J.M.，Kim，J.&Waleff，F.1995近壁湍流结构的再生机制。《流体力学杂志》287、317-348·Zbl 0867.76032号
[30] Hellström，L.H.O.，Marusic，I.&Smits，A.J.2016湍流管流中大规模运动的自相似性。《流体力学杂志》792，R1·Zbl 1381.76119号
[31] Hutchins，N.和Marusic，I.2007湍流边界层对数区域中非常长的蜿蜒特征的证据。《流体力学杂志》579，1-28·Zbl 1113.76004号
[32] Jiménez，J.2018壁面湍流中的相干结构。《流体力学杂志》842，第1页·Zbl 1419.76316号
[33] Jiménez，J.&Pinelli，A.1999-近壁湍流的自主循环。《流体力学杂志》389、335-359·Zbl 0948.76025号
[34] Jiménez-González，J.I.&Brancher，P.2017平行圆形射流中最佳条纹的瞬态能量增长。物理学。流体29（11），114101。
[35] Johansson，P.B.V.和George，W.K.2006圆盘后面高雷诺数轴对称尾迹的远下游演变。第2部分。切片适当正交分解。《流体力学杂志》555387·Zbl 1156.76324号
[36] Johansson，P.B.V.，George，W.K.和Woodward，S.H.2002圆盘后面轴对称湍流尾流的适当正交分解。物理学。液体14（7），2508·Zbl 1185.76188号
[37] Kang，H.S.&Meneveau，C.2002加热圆柱后湍流尾迹大涡模拟模型参数的普遍性。《透平杂志》3（1），032。
[38] Kim，H.T.、Kline，S.J.和Reynolds，W.C.1971湍流边界层中光滑壁附近湍流的产生。《流体力学杂志》50（1），133-160。
[39] Kline，S.J，Reynolds，W.C.，Schraub，F.A.&Runstadler，P.W.1967湍流边界层的结构。《流体力学杂志》30（4），741-773·兹比尔1461.76274
[40] Landahl，M.T.1975波浪破碎和湍流。SIAM J.应用。数学28（4），735-756·Zbl 0276.76023号
[41] Lasagna，D.、Buxton，O.R.H.和Fiscaletti，D.2021圆形和分形喷孔射流中的近场相干结构。物理学。流体版本6（4），044612。
[42] Liepmann，D.&Gharib，M.1992流向涡度在圆形射流近场卷吸中的作用。《流体力学杂志》245（-1），643。
[43] Lu，S.S.和Willmarth，W.W.1973湍流边界层中雷诺应力结构的测量。《流体力学杂志》60（3），481-511。
[44] Lumley，J.L.1967《非均匀湍流的结构》。《大气湍流和无线电波传播》（编辑A.M.Yaglom和V.I.Tatarski），第166-178页。瑙卡。
[45] Lumley，J.L.1970湍流中的随机工具。学术·Zbl 0273.76035号
[46] Maia，I.，Jordan，P.，Heidt，L.，Colonius，T.，Nekkanti，A.&Schmidt，O.T.2021湍流射流中受迫波包的非线性动力学。在AIAA航空2021论坛上，AIAA论文2021-2277。美国航空航天学会。
[47] Marant，M.&Cossu，C.2018最佳放大流向条纹对Kelvin-Helmholtz不稳定性的影响。《流体力学杂志》838、478-500·Zbl 1419.76221号
[48] Mizuno，Y.和Jiménez，J.2013无墙湍流。《流体力学杂志》723，429-455·Zbl 1287.76137号
[49] Moczarski，L.、Trelevan，N.C.、Oberleithner，K.、Schmidt，S.、Fischer，A.和Kaiser，T.L.2022工业燃油喷射系统湍流流场中多个线性螺旋模式的相互作用。在美国加利福尼亚州圣地亚哥AIAA科学技术2022论坛上，AIAA论文2022-1061。美国航空航天学会。
[50] Monty，J.P.、Stewart，J.A.、Williams，R.C.和Chong，M.S.2007湍流管道和渠道流动的大尺度特征。《流体力学杂志》589、147-156·Zbl 1141.76316号
[51] Nekkanti，A.，Maia，I.A.，Jordan，P.，Heidt，L.，Colonius，T.&Schmidt，O.T.2022强迫与非强迫湍流射流的三元非线性相互作用和声学。在日本大阪举行的第十二届湍流和切变流现象国际研讨会（TSFP12）上。
[52] Nekkanti，A.&Schmidt，O.T.2021频率-时间分析，使用SPOD对湍流进行低阶重建和去噪。《流体力学杂志》926，A26·Zbl 1496.76069号
[53] Nekkanti，A.&Schmidt，O.T.2023Gappy谱本征正交分解。J.计算。物理478、111950·Zbl 07660325号
[54] Nekkanti，A.，Schmidt，O.T.，Maia，I.，Jordan，P.，Heidt，L.&Colonius，T.2023轴对称和非轴对称受迫湍流射流的双谱模式分解。在美国加利福尼亚州圣地亚哥AIAA航空2023论坛上，AIAA论文2023-3651。美国航空航天学会。
[55] Nidhan，S.，Chongsiripinyo，K.，Schmidt，O.T.&Sarkar，S.2020圆盘湍流尾迹的谱本征正交分解分析。物理学。流体版本5（12），124606。
[56] Nidhan，S.、Schmidt，O.T.和Sarkar，S.202使用光谱固有正交分解分析湍流分层尾流中的相干性。《流体力学杂志》934，A12·Zbl 1509.76048号
[57] Nogueira，P.A.S.&Cavalieri，A.V.G.2021受迫边界流中剪切层相干结构的动力学。《流体力学杂志》907，A32·Zbl 1461.76165号
[58] Nogueira，P.A.S.，Cavalieri，A.V.G.，Jordan，P.&Jaunet，V.2019湍流射流中的大型条纹结构。《流体力学杂志》873，211-237。
[59] Obligado，M.、Dairay，T.和Vassilicos，J.C.2016湍流尾迹的非平衡标度。物理学。流体版本1（4），044409·Zbl 1359.76156号
[60] Ortiz-Tarin，J.L.，Nidhan，S.&Sarkar，S.2021细长体的高雷诺数尾迹。《流体力学杂志》261、333-374·Zbl 1487.76030号
[61] Ortiz-Tarin，J.L.，Nidhan，S.&Sarkar，S.2023细长体的高雷诺数分层尾迹及其与钝体尾迹的比较。《流体力学杂志》957，A7·Zbl 1517.76023号
[62] Patel，H.D.&Yeh，C.A.2023翼型湍流尾迹流中三维不稳定性耦合机制的模态分析。在美国马里兰州国家港AIAA SCITECH 2023论坛上，AIAA论文2023-1987。美国航空航天学会。
[63] Pickering，E.、Rigas，G.、Nogueira，P.A.S.、Cavalieri，A.V.G.、Schmidt，O.T.和Colonius、T.2020升力、Kelvin-Helmholtz和Orr湍流射流机制。《流体力学杂志》896，A2。
[64] Samie，M.，Aparece-Scutariu，V.，Lavoie，P.，Shin，D.&Pollard，A.2022湍流轴对称射流中的三维大规模和超大规模相干结构。《流体力学杂志》948，A29·Zbl 1520.76034号
[65] Schmidt，O.T.2020非线性流的双谱模式分解。非线性动力学102（4），2479-2501。
[66] Schmidt，O.T.2022使用多任务估计的谱本征正交分解。西奥。计算。流体动力学36（5），741-754。
[67] Schmidt，O.T.和Colonius，T.2020光谱固有正交分解指南。美国汽车协会J.58（3），1023-1033。
[68] Schmidt，O.T.，Towne，A.，Rigas，G.，Colonius，T.&Bres，G.A.2018射流湍流光谱分析。《流体力学杂志》855、953-982·Zbl 1415.76293号
[69] Smith，C.R.&Metzler，S.P.1983湍流边界层近壁区低速条纹的特征。《流体力学杂志》129，27-54。
[70] Taneda，S.1978雷诺数在\（10^4\）和\（10^6\）之间时通过球体的流动的目视观测。《流体力学杂志》85（1），187-192。
[71] Thomson，D.J.1982谱估计与谐波分析。程序。IEEE70（9），1055-1096。
[72] Towne，A.，Schmidt，O.T.&Colonius，T.2018谱本征正交分解及其与动态模式分解和预解分析的关系。《流体力学杂志》847，821-867·Zbl 1404.76145号
[73] Uberoi，M.S.&Freymuth，P.1970轴对称尾迹的湍流能量平衡和频谱。物理学。流感13（9），2205-2210。
[74] Waleff，F.1997关于剪切流中的自持过程。物理学。流体9（4），883-900。
[75] Wallace，J.M.2016湍流研究中的象限分析：历史与演变。每年。《流体力学评论》第48期，第131-158页·Zbl 1356.76107号
[76] Welch，P.1967《快速傅里叶变换在功率谱估计中的应用：一种基于短修改周期图时间平均的方法》。IEEE传输。音频和电声15（2），70-73。
[77] Yun，G.，Kim，D.&Choi，H.2006次临界雷诺数下球体后的旋涡结构。物理学。流体18（1），015102。
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