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湍流边界层中的发卡涡等结构

流体动力学 2011-10-19 v1

摘要

本文展示了一组新的湍流边界层大规模直接数值模拟(DNS)的三维可视化结果。基于动量损失厚度 θ\theta 和自由来流速度 UU_\infty,雷诺数范围为 Reθ=180Re_\theta=180 至 4300。本流体动力学视频的重点是分析边界层中的相干涡结构:清晰显示,初始阶段由被称为发卡涡的相干结构主导,这些结构是较低雷诺数下层流-湍流转捩的特征残余。在较高 ReRe(例如 Reθ>2000Re_\theta>2000)下,这些结构不再占主导地位;无论是在近壁区还是边界层外层,相干性都明显丧失。然而,值得注意的是,在流向速度中明确观察到了大尺度条带,其能量峰值约在边界层厚度的一半处。除了使用经典三维等值面进行可视化外,该视频还使用红青立体图进行了立体渲染。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.3975,
  title  = {Hairpins et al. in Turbulent Boundary Layers},
  author = {Philipp Schlatter and Milos Ilak and Mattias Chevalier and Geert Brethouwer and Arne V. Johansson and Dan S. Henningson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3975},
  year   = {2011}
}

备注

arXiv admin note: substantial overlap with arXiv:1010.4000