平面库埃特流中的放大与非线性机制
流体动力学
2015-05-20 v1
摘要
我们研究了平面库埃特流纳维-斯托克斯方程流向恒定投影(即所谓的2D/3C模型)的输入-输出响应。对流向恒定模型的研究源于数值和实验观察，这些观察表明流向和准流向细长结构的普遍性和重要性。使用周期性展向/法向(z-y)平面流函数作为输入，以发展一个受迫的2D/3C流向速度场，该场在性质上类似于DNS数据的完全湍流空间场。与2D/3C非线性耦合相关的输入-输出响应被用于估计在一系列雷诺数下的能量最优展向波长。输入-输出分析的结果与先前对线性化纳维-斯托克斯方程的研究一致。最优能量对应于最小的非线性耦合。另一方面，受迫的2D/3C流向速度场的性质提供了证据，表明2D/3C模型中的非线性耦合负责产生众所周知的特征性“S”形湍流速度剖面。这表明在能量放大(主要是线性的)与产生类似湍流平均剖面的看似非线性的动量传递机制之间存在重要的权衡。
引用
@article{arxiv.1011.5675,
title = {Amplification and Nonlinear Mechanisms in Plane Couette Flow},
author = {Dennice F. Gayme and Beverley J. McKeon and Bassam Bamieh and Antonis Papachristodoulou and John C. Doyle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.5675},
year = {2015}
}
备注
Submitted to Physics of Fluids, under review