湍流槽道流的广义拟线性近似：第二部分。展向尺度相互作用
流体动力学
2022-07-13 v1
摘要
继第一部分（Hernández 等，arXiv:2108.12395，2021）之后，本文采用基于展向傅里叶模态的流动分解研究湍流槽道流中的广义拟线性（GQL）近似：流动被分解为一组低波数展向傅里叶模态和其余高波数模态。该分解导致非线性低波数组在给定的积分长度尺度内支持自持过程，而线性化高波数组则无法做到这一点，这与第一部分中跨越所有积分尺度对自持过程给出最小数学描述的 GQL 模型不同。尽管存在重要的物理差异，研究表明本工作的 GQL 模型与第一部分中的模型具有一些相似性：即简化的多尺度行为和各向异性湍流涨落。此外，尽管高波数组无法支持自持过程，本研究的 GQL 模型被发现仅通过先前研究提出的“散射”机制即可重现高波数组中的一些关键统计特征。最后，利用 GQL 近似的特性，进一步开展了一组抑制特定三元非线性相互作用的数值实验。这揭示了某些类型的三元相互作用（包括近壁区域的能量级联和逆能量传输）所起的关键作用。特别地，展向逆能量传输的抑制导致大尺度下近壁正向湍流输运的减弱。
引用
@article{arxiv.2112.01972,
title = {Generalised quasilinear approximations of turbulent channel flow: Part 2. Spanwise scale interactions},
author = {Carlos G. Hernandez and Qiang Yang and Yongyun Hwang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.01972},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2108.12395