湍流槽道流中标量弥散的特性
流体动力学
2013-09-11 v1 计算物理
摘要
利用我们小组通过直接数值模拟 (DNS) 获得的冻结速度场，分析了在无限 Peclet 数极限下壁面湍流对被动标量的弥散作用。对这些场中的流体粒子拉格朗日轨迹进行积分，并用于计算流体粒子位移分布的一阶和二阶矩。结果表明，流动中的最大尺度主导了湍流扩散，且计算出的弥散结果与大气边界层中的测量值吻合良好。这种一致性可以这样理解：大尺度结构的寿命远长于横流平面内粒子扩散从线性到高斯分布的过渡时间尺度。在不同速度移动的参考系中计算拉格朗日轨迹的数值实验表明，这种过渡受平均流向速度与大尺度横流速度的相速度之差控制。在流向方向上，平均剪切效应占主导地位，产生了拉长的标量斑块，其弥散指数与横向的不同。
引用
@article{arxiv.1309.2253,
title = {Characteristics of scalar dispersion in turbulent-channel flow},
author = {Juan C. del Alamo and Javier Jimenez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.2253},
year = {2013}
}