非线性层结中的圆盘尾流

密度层结的非线性调制浮力效应。我们报道了非线性层结中尾流的大涡模拟(LES)结果,该模拟包含物体,具体针对直径基雷诺数($Re$)为 $5000$ 的圆形圆盘。考虑了五种密度剖面;基准为线性层结,其余四种为双曲正切剖面以模拟密度跃层。在其中两种情况下圆盘在密度跃层中心核内运动,而在另外两种偏移密度剖面情况下,圆盘部分或完全在密度跃层之外运动。所有剖面的最大浮力频率($N_{max}$)相同。研究的第一部分考察中心情况。由于湍流产生的抑制减弱以及波在密度跃层中的捕获,非均匀层结导致相对于基准尾流湍流增强。我们还量化了定常背风波,以理解线性理论的局限性。第二部分关注密度跃层与圆盘相对偏移的影响。偏移情况下尾流亏损速度衰减更快。圆盘位置对开尔文尾流波(密度跃层内的一族定常波)及其模态形式的影响通过求解 Taylor-Goldstein 方程得到并解释。还研究了由尾流产生的一族非定常内重力波,并量化了圆盘偏移的影响。