小半径比下反向旋转圆柱间泰勒-库埃特流的DNS研究
流体动力学
2019-09-11 v1
摘要
通过三维直接数值模拟，在较宽的雷诺数范围（从层流到湍流 regime）内研究了半径比相对较小（ = 0.2–0.5）的反向旋转泰勒-库埃特流。我们考察了流动结构的依赖性，并确定在 = 0.2与0.3之间存在一个临界值，低于该值时，稳定的外圆柱侧呈现出与内侧泰勒涡流动不同的模态结构。当 0.3时，不稳定内圆柱侧的泰勒涡主导了圆柱间的整个流场，其痕迹在外圆柱壁附近可被观测到。然而，对于 = 0.2，来自内侧的影响仅限于圆柱间隙的中心。此外，在稳定的外圆柱侧出现了一种轴向均匀、方位角周期且类似于Tollmien-Schlichting（TS）不稳定波的模态结构。在固定 = 0.2下随雷诺数增大，该模态结构的方位角波数发生改变，并在壁面单位下径向变厚。尽管外侧的雷诺切应力近似为零，速度脉动的强度在中央区域与泰勒涡流动相当。
引用
@article{arxiv.1909.04237,
title = {DNS of Taylor-Couette flow between counter-rotating cylinders at small radius ratio},
author = {Ryo Tanaka and Takuya Kawata and Takahiro Tsukahara},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04237},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 13 figures