湍流中气泡变形的间歇性
流体动力学
2024-11-21 v1
摘要
有限尺寸气泡在强湍流中的变形表现出超越简单球体的复杂几何形状，因为气泡在不同尺度上与周围涡交换能量。本研究通过三维中变形气泡最受拉伸尖端的速度来研究其变形，因为尖端延伸是由周围涡对界面其余部分的压缩所致。结果表明，基于尖端速度的功率谱表现出类似于流体微元拉格朗日统计量的标度，但其衰减具有独特的时间尺度，且其幅度由基于气泡尺寸的 Weber 数调制。这表明界面能量主要从与气泡尺寸相似的涡中汲取。此外，尖端速度似乎比速度增量更具间歇性，其在极端尾部附近的分布可以通过所提出的模型来解释，该模型考虑了具有足够能量的小涡可导致极端变形这一事实。这些发现为理解强湍流中可变形物体与多尺度涡之间的能量传递提供了一个框架。
引用
@article{arxiv.2410.20826,
title = {Intermittency of bubble deformation in turbulence},
author = {Xu Xu and Yinghe Qi and Shijie Zhong and Shiyong Tan and Qianwen Wu and Rui Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.20826},
year = {2024}
}