流动纤维作为湍流统计的替代探针
流体动力学
2019-04-29 v2
摘要
通过最先进的数值方法研究了与三维湍流完全耦合的柔性纤维的拍动状态。由 Rosti 等人最近提出的现象学理论 [Phys. Rev. Lett. 121, 044501, 2018] 预测了两种不同的拍动机制：欠阻尼机制，其中弹性强烈影响纤维动力学；以及过阻尼机制，其中弹性效应被强烈抑制。在这两种情况下，我们都可以通过共振条件识别纤维弯曲刚度的临界值，这进一步提供了不同拍动行为之间的区分，尤其在欠阻尼情况下。我们通过直接数值模拟验证了该理论，并发现无论是在过阻尼机制还是欠阻尼机制中，纤维都有效地受迫于湍流涨落，因此可用作测量湍流各种两点统计的替代探针。最后，我们表明这一点在无反馈力作用于流体的被动纤维情况下也同样成立。
引用
@article{arxiv.1811.12023,
title = {Flowing fibers as a proxy of turbulence statistics},
author = {Marco Edoardo Rosti and Stefano Olivieri and Arash A. Banaei and Luca Brandt and Andrea Mazzino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.12023},
year = {2019}
}