湍流瑞利-贝纳尔对流中的拉格朗日相干集
流体动力学
2019-11-20 v2 动力系统
摘要
分析了二维瑞利–贝纳尔对流模型中相干环流卷及其与湍流热传输的相关性。流动处于长宽比为四的封闭腔中，瑞利数 ，普朗特数 。使用了三种基于图拉普拉斯算子的不同拉格朗日分析技术——距离谱轨迹聚类、时间平均扩散映射和基于有限元的动态拉普拉斯离散化——来沿无质量拉格朗日粒子在演化湍流对流流场中的轨迹监测湍流场。将三种方法相互比较，并将获得的相干集与欧拉参考系中分析的结果相关联。我们表明这些方法的结果彼此一致，且拉格朗日与欧拉相干集基本构成流场区域的不交并。此外，执行了变间隔长度的加窗时间平均，以研究相干程度作为该额外粗粒化的函数，其去除了导致轨迹快速离散的小尺度涨落。最后，将相干集框架扩展至研究热传输。
引用
@article{arxiv.1907.03496,
title = {Lagrangian coherent sets in turbulent Rayleigh-B\'enard convection},
author = {Christiane Schneide and Martin Stahn and Ambrish Pandey and Oliver Junge and Péter Koltai and Kathrin Padberg-Gehle and Jörg Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.03496},
year = {2019}
}