平面库埃特流湍流的流向恒定模型

流向和准流向细长结构已被证明在湍流剪切流中起着重要作用。我们利用纳维-斯托克斯方程的流向恒定投影来模拟完全发展的湍流平面库埃特流的平均行为。这产生了一个二维、三分量速度 ($2D/3C$) 模型。我们首先使用该模型的稳态版本，证明其非线性耦合提供了塑造湍流速度剖面的数学机制。将横向分量在小振幅高斯强迫下的 $2D/3C$ 模型模拟结果与直接数值模拟数据进行了比较。结果表明，纳维-斯托克斯方程的流向恒定投影能够捕捉低雷诺数下完全发展的湍流平面库埃特流的主要特征。采用系统理论方法证明了通过受迫 $2D/3C$ 模型存在较大的输入-输出放大效应。正是这种放大效应与适当的非线性相结合，使得 $2D/3C$ 模型能够在本研究采用的小振幅强迫下产生湍流行为。