关于后期边界层转捩中流动随机化起源的 DNS 研究
混沌动力学
2014-02-26 v1 流体动力学
摘要
本文致力于研究零压力梯度平板后期边界层转捩中流动随机化的起源与机制。流动随机化是流动转捩至湍流状态前的关键阶段。根据现有文献，随机化是由巨大的背景噪声和非周期性展向边界条件引起的。人们假设大环状结构首先受到背景噪声的影响，随后大环状结构的变化迅速影响小尺度，直接导致随机化和湍流的形成。然而，通过对我们高阶直接数值模拟 (DNS) 结果的仔细分析，我们认为多重环循环结构的内部不稳定性是主要原因。我们要观察到的是，当第三个循环与前两个循环重叠时，随机化开始发生。显著的不对称现象起源于流向和展向中间的第二个循环。更具体地说，中间涡环循环中可见的不对称现象始于时间步 t=16.25T 和 x=838.9{\delta} 处，此时顶部和底部层面的环仍然完全对称。中间层面环的非对称结构迅速影响了边界层底部的微小尺度。随机化现象通过喷射传播到顶层。最终，整个流场域变得随机化。本文提出了 C 型和 K 型转换的假设作为流动随机化的可能机制。
引用
@article{arxiv.1402.6188,
title = {DNS Study for the origin of the flow Randomization in Late Boundary Layer Transition},
author = {Manoj Thapa and Ping Lu and Chaoqun Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.6188},
year = {2014}
}
备注
51st AIAA Aerospace Sciences Meeting. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1402.5873