窄义边界层旁路转捩预测的直接数值模拟基准
流体动力学
2025-03-07 v1
摘要
我们报告了一套全面的直接数值模拟基准，涵盖窄义旁路转捩，其入口自由流湍流强度水平分别为 0.75%、1.5%、2.25%、3.0% 和 6.0%。提供了详细的长度尺度和粘性耗散率描述。我们提出了两个关键物理问题。第一，旁路转捩和湍流边界层中自由流湍流的衰减率和长度尺度与无壁面空间发展各向同性湍流相比如何？第二，在中间范围的入口自由流湍流强度水平下，是什么旁路机制驱动了湍流斑的成核？我们发现，边界层自由流湍流的衰减和长度尺度与无壁面对应的空间发展各向同性湍流演变相似。我们还提供了入口 FST 水平为 2.25% 时两种湍流斑成核机制共存的证据：长低速条纹的一次和二次失稳（仅在较低入口 FST 水平下出现），以及斜向涡丝与下方三角形低速斑块相互作用的自放大过程（仅在较高入口 FST 水平下占主导）。
引用
@article{arxiv.2503.03844,
title = {Direct numerical simulation benchmarks for the prediction of boundary layer bypass transition in the narrow sense},
author = {Xiaohua Wu and Carlos A. Gonzalez and Rahul Agrawal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03844},
year = {2025}
}
备注
Under consideration for publication in Phys. Rev. Fluids. 14 pages, 18 figures