可压缩湍流槽道流中的大尺度运动与自相似结构
流体动力学
2022-11-01 v1 混沌动力学
摘要
本工作中，我们研究了亚音速与超音速湍流中对数区及外区运动与尺度的特征。为此，我们进行了一系列中等雷诺数下可压缩湍流槽道流动的直接数值模拟。基于该数据库，通过两点相关和一维谱研究了外区运动的流向与展向长度尺度。发现外区多尺度结构间的能量分布受半局部摩擦雷诺数效应主导，而非马赫数效应。该结论不仅对速度脉动成立，对热力学变量脉动同样成立。此外，正如先前实验研究（Bross 等，J. Fluid Mech., vol. 911, 2021, A2）所报道，当流动穿越声障时，外区运动的流向与展向长度尺度并未显著改变。另一方面，采用线性相干谱研究了分布于对数区的自相似结构。流向速度及温度脉动的自相似壁面附着结构的流向/壁面法向长宽比约为 15.5，密度与压力脉动的对应值为 1.8。本研究确认了可压缩壁面湍流中自相似结构的存在并评估了其几何特征。
引用
@article{arxiv.2210.16487,
title = {Large-scale motions and self-similar structures in compressible turbulent channel flows},
author = {Cheng Cheng and Lin Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16487},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 10 figures, accepted to be published by Physical Review Fluids