湍流槽道流线性化脉冲响应中的相干结构
流体动力学
2019-02-20 v1
摘要
我们利用线性化 Navier-Stokes 方程研究了由孤立时空脉冲引起的速度脉动的演化。该脉冲在 的不可压缩槽道流中作为外力体力引入。速度脉动定义于湍流平均速度剖面之上。向方程中加入湍流涡黏性以将平均速度固定为精确解,这也用于模拟背景湍流对大尺度脉动的耗散效应。脉冲体力产生的流场演化为包含长流向速度条带的相干结构,条带两侧伴有准流向涡;其中一些脉冲产生发夹涡。随着这些涡-条带结构演化,其尺寸增长至在几何上名义上自相似,展弦比(流向与壁法向之比)约为 ,而其动能密度单调衰减。涡-条带结构的拓扑对脉冲位置不敏感,但依赖于脉冲体力的方向。所有这些涡-条带结构都附着于壁面,且其雷诺应力在按距壁距离缩放时重合,与 Townsend 的附着涡假设一致。
引用
@article{arxiv.1805.00627,
title = {Coherent structures in the linearized impulse response of turbulent channel flow},
author = {Sabarish B. Vadarevu and Simon J. Illingworth and Ivan Marusic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.00627},
year = {2019}
}