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过渡边界层流动的平均动力学。 (英语) Zbl 1241.76282号

小结:探讨了标称零压力梯度下过渡二维边界层流动平均动量和涡度重分布的动力学机制。分析主要使用Wu&Moin的直接数值模拟数据库(J.Fluid Mech.,第630卷,2009年,第5页),但补充了使用后续类似模拟的验证。过渡状态包括不稳定阶段和非线性发展阶段,这两个阶段有效地生成有限的雷诺应力剖面,-(rho-uv(y)),直到平均动量方程中的项达到Wei et al.(J。流体力学。,第522卷,2005年,第303页)。自始至终应用的标准表明,该结构的第三层首先形成,然后是第四层,接着是第二层和第一层。对于目前的流动,估计四层结构首先是在动量厚度雷诺数(R{theta}=U{infty}\theta/nu\simeq 780)下实现的。Fife等人(J.Disc.Cont.Dyn.Syst.A,第24卷,2009年,第781页)的第一个基于原理的理论用于描述层流、过渡和四层状态下的平均动力学。与槽道流一样,过渡区的特点是边界层中几乎所有位置的平均动量方程中的所有三项都具有不可忽略的影响。在过渡区,雷诺应力梯度的作用重新安排了平均粘性力和平均平流剖面。这最终导致了四层体制所特有的力量分离。经验和理论证据表明,四层结构的形成也是高雷诺数流动平均动力学特性出现的基础。这些问题涉及平均速度剖面日益显示对数行为的原因和位置,以及雷诺应力分布如何和为什么发展,使得其峰值的内部归一化位置(y_{m}^+})根据(y_m^+{,\simeq\,}1.9\sqrt{delta^+}\)表现出雷诺数依赖性。

MSC公司:

76F40型 湍流边界层
76F06型 过渡到湍流
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