现有的实验和数值数据表明,湍流能量耗散和涡度(即涡度平方)具有不同的标度特性,而现有的理论表明,在足够高的雷诺数下应该没有差异。我们已经进行了一系列直接数值模拟2048网格点,使用先进的计算能力来增加雷诺数(泰勒尺度上高达650)或更好地解决小尺度问题(低至14Kolmogorov量表)。我们的主要目标是评估耗散和拟能之间的差异和相似性。鉴于最近的理论工作,特别注意小规模分辨率对数据质量和可靠性的影响[V.Yakhot和K.R.Sreenivasan,”

湍流模拟中结构函数和动力学约束的反常缩放
,”《统计物理学杂志》。121,823(2005)]它规定了获得给定命令的某一时刻所需的分辨率。我们还提供了误差估计值,作为小规模分辨率的函数。高雷诺数下耗散和拟能的概率密度函数揭示了极端事件的存在是平均值的数千倍。耗散场和拟能场中的极端事件似乎具有相似的规模,在空间上有大量重叠,并且几乎在统计上是各向同性的,而中等振幅的波动,至少在目前的雷诺数下,显示出持续的差异。条件抽样表明,强烈耗散可能伴随着类似的强烈拟能,但强烈拟能并不总是伴随着强烈耗散。

1
E.公司。
西贾
, “
三维湍流小尺度间歇性的数值研究
,”
J.流体力学。
107
,
375
(
1981
)。
2
风险管理。
克尔
, “
各向同性数值湍流中的高阶导数关联和小尺度结构对齐
,”
J.流体力学。
153
,
31
(
1985
)。
三。
P.K.公司。
S.B.公司。
教皇
, “
各向同性湍流直接数值模拟的拉格朗日统计
,”
J.流体力学。
207
,
531
(
1989
)。
4
答:。
贝尔沙德斯基
,
E.公司。
配套元件
、和
答:。
齐诺伯
, “
湍流中能量、耗散、拟能和拟能生成的强局部化事件
,”
流体动力学。物件。
14
,
71
(
1994
)。
5
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
,
答:。
朱内贾
、和
答:。
苏里
, “
慢雷诺数湍流尾迹中环流的标度特性
,”
物理学。修订稿。
75
,
433
(
1995
)。
6
美国。
,
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
、和
M。
内尔金
, “
各向同性湍流中耗散和拟能的惯性范围标度
,”
物理学。修订稿。
79
,
1253
(
1997
)。
7
T。
注册会计师。
安东尼亚
, “
网格湍流中小尺度结构的雷诺数依赖性
,”
J.流体力学。
406
,
81
(
2000
)。
8
B.W.公司。
泽夫
,
D.D.博士。
兰特曼
,
R。
麦卡利斯特
,
R。
罗伊
,
E.J.公司。
Kostelich公司
、和
第页。
Lathrop公司
, “
测量湍流中的剧烈旋转和耗散
,”
自然(伦敦)
421
,
146
(
2003
)。
9
P.K.公司。
,
D.A.博士。
顿齐斯
、和
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
湍流混合的高雷诺数模拟
,”
物理学。流体
17
,
081703
(
2005
)。
10
P.K.公司。
,
S.B.公司。
教皇
,
A.G.公司。
拉莫尔杰塞
、和
D.A.博士。
顿齐斯
, “
数值模拟各向同性湍流的加速和耗散统计
,”
物理学。流体
18
,
065103
(
2006
)。
11
M。
内尔金
, “
在流体湍流的高雷诺数极限下,涡度和耗散必须具有相同的标度指数
,”
物理学。流体
11
,
2202
(
1999
)。
12
五、。
勒沃夫
一、。
普罗卡恰
, “
湍流各向异性的普适标度指数及其测量
,”
物理学。流体
8
,
2565
(
1996
)。
13
G.公司。
,
美国。
,
右侧。
克莱契南
,
R。
、和
年。
, “
局域涡诱导的耗散和拟能统计
,”
物理学。修订稿。
81
,
4636
(
1998
)。
14
L。
舍维拉尔
C、。
梅内沃
, “
三维湍流速度梯度拉格朗日模型的间歇性和普遍性
,”
C.R.机械。
335
,
187
(
2007
)。
15
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
注册会计师。
安东尼亚
, “
小尺度湍流现象学
,”
每年。流体力学版次。
29
,
435
(
1997
)。
16
医学硕士。
博尔加斯
P.K.公司。
, “
各向同性湍流中的相对弥散。第2部分。一种新的雷诺数相关随机模型
,”
J.流体力学。
503
,
125
(
2004
)。
17
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
均匀湍流中耗散率的更新
,”
物理学。流体
10
,
528
(
1998
)。
18
D.A.博士。
顿齐斯
,
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
、和
P.K.公司。
, “
各向同性湍流中的标量耗散率和耗散异常
,”
J.流体力学。
532
,
216
(
2005
)。
19
五、。
埃斯瓦兰
S.B.公司。
教皇
, “
湍流直接数值模拟中的强迫检验
,”
计算。流体
16
,
257
(
1988
)。
20
L.P.公司。
,
S.Y.公司。
,
J·G·。
布拉瑟尔
、和
J.C.公司。
温加德
, “
通过高分辨率模拟对科尔莫戈罗夫精细湍流理论中的假设进行检查。第1部分:。速度场
,”
J.流体力学。
309
,
113
(
1996
)。
21
T。
高多
,
D。
深山
、和
T。
中野
, “
用高分辨率直接数值模拟获得均匀定常湍流中的速度场统计
,”
物理学。流体
14
,
1065
(
2002
)。
22
年。
金田
,
T。
石原
,
M。
横川
,
英国。
伊塔库拉
、和
答:。
联合国组织
, “
周期箱湍流高分辨率直接数值模拟中的能量耗散率和能量谱
,”
物理学。流体
15
,
L21型
(
2003
)。
23
L。
比费拉莱
,
G.公司。
博菲塔
,
答:。
切拉尼
,
B.J.公司。
德文尼什语
,
答:。
拉诺特
、和
F、。
托斯基
, “
湍流中拉格朗日速度和加速度的多重分形统计
,”
物理学。修订稿。
93
,
064502
(
2004
)。
24
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
湍流反应流中小尺度间歇的可能影响
,”
流量,湍流。梳子。
72
,
115
(
2004
)。
25
五、。
雅各特
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
湍流模拟中结构函数和动力学约束的反常缩放
,”
《统计物理学杂志》。
121
,
823
(
2005
)。
26
J。
舒马赫
,
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
、和
P.K.公司。
, “
标量混合中的非常精细结构
,”
J.流体力学。
531
,
113
(
2005
)。
27
J。
舒马赫
,
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
、和
五、。
雅各特
, “
低雷诺数流动的渐近指数
,”
新J.Phys。
9
,
89
(
2007
)。
28
T。
瓦塔纳贝
T。
高多
, “
湍流和被动标量湍流直接数值模拟的惯性范围间歇性和精度
,”
J.流体力学。
590
,
117
(
2007
)。
29
T。
石原
,
年。
金田
,
M。
横川
,
英国。
伊塔库拉
、和
答:。
联合国组织
, “
湍流高分辨率直接数值模拟中的小尺度统计:单点速度梯度统计的雷诺数依赖性
,”
J.流体力学。
592
,
335
(
2007
)。
30
钢筋混凝土。
罗加洛
, “
均匀湍流的数值实验
,“NASA报告编号:TM 81315,
1981
.
31
体育。
哈姆林顿
,
J。
舒马赫
、和
W.J.A.公司。
达姆
, “
湍流中的局部和非局部应变率场和涡度排列
,”
物理学。版本E
77
,
026303
(
2008
)。
32
第页。
维杜拉
P.K.公司。
, “
各向同性湍流数值模拟中加速度和压力统计的相似缩放
,”
物理学。流体
11
,
1208
(
1999
)。
33
P.K.公司。
,
美国。
、和
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
施密特数对均匀平均标量梯度湍流输运的影响
,”
物理学。流体
14
,
4178
(
2002
)。
34
答:N。
科尔莫戈罗夫
, “
对先前关于高雷诺数下粘性不可压缩流体湍流局部结构的假设的改进
,”
J.流体力学。
13
,
82
(
1962
)。
35
G.公司。
圣骑士
答:。
乌尔皮亚尼
, “
湍流自由度
,”
物理学。版本A
35
,
1971
(
1987
)。
36
G.公司。
斯托洛维茨基
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
结构功能的缩放
,”
物理学。版本E
48
,
33兰特
(
1993
)。
37
C、。
梅内沃
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
充分发展湍流的简单多重分形级联模型
,”
物理学。修订稿。
59
,
1424
(
1987
)。
38
一、。
细川
, “
各向同性湍流中湍流模型和耗散概率分布及相关量
,”
物理学。修订稿。
66
,
1054
(
1991
)。
39
C、。
梅内沃
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
湍流能量耗散的多重分形性质
,”
J.流体力学。
224
,
429
(
1991
)。
40
答:。
贝尔沙德斯基
,
E.公司。
配套元件
、和
答:。
齐诺伯
, “
关于湍流实验结果中几何不变量的普适性
,”
物理学。流体A
5
,
1523
(
1993
)。
41
T。
,
注册会计师。
安东尼亚
、和
L.P.公司。
, “
一维涡度波动的流动和雷诺数相关性
,”
J.Turbul公司。
6
,
28
(
2005
)。
42
G.R.公司。
吕奇
M.R.先生。
马克西
, “
均匀湍流中涡度和被动标量场的小尺度特征
,”
物理学。流体A
,
1587
(
1991
)。
43
答:N。
卡佩提斯
钢筋混凝土。
巴洛
, “
湍流甲烷/空气射流火焰标量耗散的测量
,”
程序。库布斯特。仪器。
29
,
1929
(
2002
)。
44
M。
内尔金
, “
湍流中强事件的惯性范围定标
,”
物理学。版本E
52
,
4610兰特
(
1995
)。
45
Z.-S.公司。
E.公司。
莱韦克
, “
充分发展湍流中的普适标度律
,”
物理学。修订稿。
72
,
336
(
1994
)。
46
五、。
雅各特
, “
强湍流中的概率密度
,”
物理D
215
,
166
(
2006
)。
47
R。
本齐
,
L。
比费拉莱
,
G.公司。
圣骑士
,
答:。
乌尔皮亚尼
、和
M。
维尔加索拉
, “
湍流速度梯度统计中的多重分形
,”
物理学。修订稿。
67
,
2299
(
1991
)。
48
注册会计师。
安东尼亚
,
T。
、和
年。
, “
湍流网格中的三分量涡度测量
,”
J.流体力学。
374
,
29
(
1998
)。
49
美国。
C、。
, “
各向同性湍流中加速度的间歇性
,”
物理学。版本E
71
,
056310
(
2005
)。
50
N。
媒染剂
,
E.公司。
莱弗克
、和
J.F.公司。
平通
, “
高雷诺紊流拉格朗日动力学的实验和数值研究
,”
新J.Phys。
6
,
116
(
2004
)。
51
P.K.公司。
,
S.B.公司。
教皇
,
欧洲航空公司。
库尔斯
、和
A.G.公司。
拉莫尔杰塞
, “
数值模拟各向同性湍流中的拉格朗日条件统计、加速度和局部相对运动
,”
J.流体力学。
582
,
399
(
2007
)。
52
Z.S.公司。
,
E.公司。
杰克逊
、和
美国。
奥萨格
, “
均匀湍流模型和仿真的结构和动力学
,”
程序。R.Soc.伦敦,Ser。一个
434
,
101
(
1991
)。
53
J。
吉梅内斯
,
答:A。
沃伊
,
P.G.公司。
沙夫曼
、和
钢筋混凝土。
罗加洛
, “
各向同性湍流中的强涡度结构
,”
J.流体力学。
255
,
65
(
1993
)。
54
F、。
莫伊西
J。
吉梅内斯
, “
各向同性湍流中强结构的几何和聚集
,”
J.流体力学。
513
,
111
(
2004
)。
55
B。
杜茹瓦
,
年。
、和
K.R.公司。
斯瑞尼瓦桑
, “
高雷诺数湍流中的横向结构函数
,”
物理学。版本E
56
,
4928兰特
(
1997
)。
56
P.K.公司。
年。
, “
湍流数值模拟中Kolmogorov常数的普适性
,”
物理学。版本E
56
,
1746
(
1997
)。
57
S.B.公司。
教皇
,
湍流
(
剑桥大学出版社
,
剑桥
,
2000
)。
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