潮汐调制分层尾流中的高阻力态

采用大涡模拟（LES）研究了在分层旋转环境中时变流对淹没三维地形的形状阻力和涡动力学的作用。水流形式为 $U_c+U_t \sin(2\pi f_t t)$，其中 $U_c$ 为平均值，$U_t$ 为潮汐分量，$f_t$ 为其频率。在低 Froude 数下考虑了锥形障碍物。当无潮汐时，涡旋以自然脱落频率 $f_{s,c}$ 脱落。在参数化研究中改变相对频率 $f^*=f_{s,c}/f_t$，揭示了具有高时间平均形状阻力系数的状态。当 $f^*$ 介于 0.5 和 1 之间时，形状阻力系数相对于无潮汐（$U_t=0$）情况有两倍的放大。高阻力态下近尾流涡旋的空间组织不同于 K\'arm\'an 涡街。例如，当 $f^*=5/12$ 时，障碍物的涡旋脱落是对称的，而当 $f^*=5/6$ 时则强烈不对称。形状阻力随 $f^*$ 增加而增加，源于障碍物背风面压力的底部强化，这与流动分离和近尾流涡旋的变化有关。