极粗糙表面上动量输运与标量输运的对比
流体动力学
2019-10-09 v1
摘要
本文通过大涡模拟对比了湍流槽道流中大型三维粗糙元上方的动量输运与被动标量输运。特别关注了离散通量，其被证明在粗糙子层内占总通量的显著比例。基于逐点象限分析，发现动量与标量的湍流输运分量总体上相似，尽管对于低迎风阻塞度的粗糙面其差异性逐渐增大。然而，离散动量通量与离散标量通量之间呈现出强烈差异，尤其在粗糙元顶部以下。总体而言，发现湍流输运动量比标量更高效，而离散贡献则相反。由迎风密度表征的表面几何变化，对湍流与离散通量均有显著影响。迎风密度增大会使流动从粗糙边界层型普遍转变为类混合层型。这一转变提高了湍流动量输运效率，而标量则因粗糙子层中大尺度运动的贡献减少而出现相反情况。本研究强调了需要对离散标量通量进行独立参数化，以及在极粗糙表面湍流中考虑动量与标量输运差异的重要性。
引用
@article{arxiv.1812.03238,
title = {Contrasts Between Momentum and Scalar Transport Over Very Rough Surfaces},
author = {Qi Li and Elie Bou-Zeid},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.03238},
year = {2019}
}