使用Oldroyd-B模型表征三维冯·卡门旋流中的弹性湍流
流体动力学
2022-05-11 v1
摘要
我们展示了使用Oldroyd-B模型对两平行板间冯·卡门旋流的完整三维数值研究，并表征了弹性湍流的起始与发展。我们用二次流强度（速度波动平均强度的度量）量化流动状态，进而将二次流强度的时间平均定义为序参量。该序参量显示出从层流到双稳态流动的亚临界转变，后者在弱混沌流与弹性湍流间切换。向双稳态流的转变发生在临界Weissenberg数 。在 以上的弹性湍流态中，我们观察到速度波动和流动阻力的强烈增加，我们将流动阻力定义为对流体所做的总功。在湍流态启动模拟并随后将 降至临界值以下时，我们观察到序参量和流动阻力的滞回行为，这是亚临界转变的普遍特征。实验中亦发现了滞回。此外，我们在速度波动的时空功率谱中发现幂律标度，这是弹性湍流的特征。模拟中幂律指数的最大值分别为时间指数 和空间指数 ，与实验所得值极为接近。
引用
@article{arxiv.2202.12714,
title = {Characterizing elastic turbulence in the three-dimensional von Karman swirling flow using the Oldroyd-B model},
author = {Reinier van Buel and Holger Stark},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12714},
year = {2022}
}