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统计三维边界层中的湍流结构。 (英语) Zbl 1415.76346号

摘要:我们在多个正交平面上使用粒子图像测速技术研究了展向非均匀湍流边界层中大规模相干结构的行为。统计三维性是由人字形脊状表面强加的,尽管这里给出的关键结果在许多壁湍流情况下是常见的,其中嵌入了以平均流向涡形式存在的二次流。对数层中的瞬时速度场显示出位于向上流动区域的细长低动量条纹,其沿翼展方向的间距受到人字纹周期性的强迫。这些条纹在很大程度上类似于顺时针方向的光滑/粗糙边界层中自然发生的湍流结构(随机分布),尽管此处它们是由粗糙模式直接形成的。在较远的外部区域,较大的跨向间距允许条纹剧烈弯曲。平均二次流是伴随这些蜿蜒条纹的非定常和展向非对称大尺度滚动模式的时间平均伪影。有趣的是,这种曲折或不稳定性在空间统计中产生了明显的顺流周期性(即交替的相干模式),波长约为\(4.5\delta\)。总的来说,观察到的行为在很大程度上类似于针对缓冲区提出的条纹不稳定性模型,只是在这里的规模要大得多,并且是在强制跨度方向上。这一观察进一步证实了最近的观察结果,即这种特征可能会出现在整个湍流边界层的整个尺度层次上。

理学硕士:

76F40型 湍流边界层
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76层55 统计湍流建模
76F10层 剪切流和湍流
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