基于概率密度函数的多重分形理论对风洞中湍流的分析
流体动力学
2015-06-03 v3 统计力学
数据分析、统计与概率
等离子体物理
摘要
本文利用多重分形概率密度函数(PDF)理论中的PDF理论公式，高精度地分析了由风洞格栅湍流时间序列数据生成的能量耗散率概率密度函数。该理论建立在假设完全发展湍流由两个主要元素构成的基础上，即相干元素与非相干元素。代表间歇性相干运动的PDF尾部，主要由本质上只含单参数的奇异指数Tsallis型PDF确定，并借助一种新的标度关系实现，该标度关系的有效性已在格栅湍流情形下得到验证。对于同时包含相干运动及其周围涨落非相干运动贡献的PDF中心部分，我们引入了一个由三个可调参数确定的试探函数，令人惊讶的是，该函数能够在远不局限于惯性子区的更宽泛区域内表征标度行为。通过研究近似速度时间导数的两种差分格式之间的差异，本文揭示了由PDF理论分析提取出的PDF中心部分与尾部之间的连接点，实际上正是分别与相干元素和非相干元素相关的两种不稳定性的边界。
引用
@article{arxiv.1111.4229,
title = {Analyses of turbulence in a wind tunnel by a multifractal theory for probability density functions},
author = {Toshihico Arimitsu and Naoko Arimitsu and Hideaki Mouri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4229},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 4 figures, 3 tables. Contents are based on the talk at BIFD 2001 held at Barcelona in Spain