基于本征正交分解的后向台阶湍流超声速流动表征
流体动力学
2021-02-25 v1
摘要
本工作报道了马赫数 2 下后向台阶（BFS）湍流超声速流动的流动物理，采用大涡模拟（LES）方法，其中使用动态 Smagorinsky 模型进行亚格子（SGS）建模，并调用本征正交分解（POD）识别流场中的相干结构。通过计算获得的平均数据与实验测量值吻合良好，而不同瞬时的 Q 准则等值面显示了复杂的流动结构。Q 与涡量模的等值线均清晰表明剪切层中反向旋转涡对的存在，以及导致边界层分离的复杂激波/边界层相互作用。此外，POD 分析揭示了相干结构的存在，其中第一和第二模态证实了台阶附近以及下游区域沿剪切层的涡结构；而第二、第三和第四模态证实了由于 Kelvin-Helmholtz（K-H）不稳定性沿剪切层存在的涡。而且，POD 以及频率分析被扩展到不同平面以提取详细的流动特征。
引用
@article{arxiv.2102.12047,
title = {Characterization of turbulent supersonic flow over a backward facing step through POD},
author = {R. K. Soni and N. Arya and Ashoke De},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.12047},
year = {2021}
}