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壁湍流缓冲层中条带的生命周期

流体动力学 2021-06-09 v2

摘要

对壁湍流缓冲层中的条带进行时间追踪以研究其生命周期。利用具有空间与时间分辨的直接数值模拟数据分析以低速流向流为条件的强壁平行运动。条带分析表明,壁附着与壁脱离条带之间存在明显区分,且前者可进一步归类为包含于缓冲层中的条带与到达外区的条带。结果显示条带诞生于缓冲层,相互合并形成仍附着于壁面的更大条带。一旦条带变得足够大,由于其较大的流向-壁法向展弦比以及随之而来的流向伸长,它开始蜿蜒,这使得条带更难严格沿流向取向。尽管条带的持续相互作用使超结构跨越极长的时间与长度尺度,单个条带组分相对较小且寿命短。高附着条带最终分裂为壁附着与壁脱离组分。这些壁脱离条带具有远离壁面的强壁法向速度,类似于文献中观察到的喷射或突发。对这些分裂事件的条件平均流场显示,脱离条带不仅相比壁附着对应物具有更大的壁法向速度,还具有更大的(较不负的)流向速度,类似于涡簇尖端的流速场。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.03628,
  title  = {Life-cycle of streaks in the buffer layer of wall-bounded turbulence},
  author = {H. Jane Bae and Myoungkyu Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.03628},
  year   = {2021}
}