槽道流中具有发夹状涡结构的精确相干态

发夹状涡作为壁面湍流的重要结构特征被广泛研究。本研究首次描述了槽道流几何中纳维-斯托克斯方程的非线性行波解——具有发夹状涡结构的精确相干态 (exact coherent states, ECS)。该解族在雷诺数 Re=666 的鞍结分岔处产生。在分岔点，该解具有高度对称的准流向涡结构，与先前研究的 ECS 所报道的类似。然而，随着远离分岔，上支和下支解均发展出具有发夹特征的非定常涡结构：在平均剪切消失的槽道中心面附近存在展向取向的“头”，连接到向槽道壁延伸的反向旋转准流向“腿”。在 Re=1800 时，上支解的平均和雷诺剪切应力剖面与同一域内湍流平均剖面极为相似。