有与无自由流湍流的凹壁湍流边界层
流体动力学
2021-04-07 v1
摘要
通过直接数值模拟对比了有与无自由流湍流的凹壁湍流边界层。曲率起始点附近的逆压梯度导致壁面摩擦急剧下降并出现间歇性分离。自由流湍流的存在降低了反流概率，加速了下游零压梯度区边界层的恢复，并引起壁面摩擦持续且显著的增大。该强迫还促进了弯曲壁边界层对数层中相干Görtler结构的放大。统计上，随着Görtler结构向下游扩展，展向与壁法向雷诺应力增强，且其峰值间的径向距离增大。与平板边界层受自由流湍流作用时雷诺切应力系数下降相反，对数层中的雷诺切应力系数增大。此外，受迫流动中更相干且更具能量的滚转运动促进了自由流与边界层流体的混合，其中前者更频繁地出现于缓冲层深处。
引用
@article{arxiv.2101.03106,
title = {Concave-wall turbulent boundary layers without and with free-stream turbulence},
author = {Jiho You and David A. Buchta and Tamer A. Zaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.03106},
year = {2021}
}