基于单点闭合的湍流槽道流线性稳定性分析

对于足够低的流速，湍流槽道流会显示出大波长的空间调制。这种现象最近被解释为湍流的一种线性不稳定性。我们在此质疑围绕湍流平均流进行线性稳定性分析预测此类调制的起始和波长的能力。平均流和雷诺应力均从不同尺寸周期性计算域的直接数值模拟（DNS）中提取。这里使用了Orr-Sommerfeld-Squire形式体系，其中湍流粘度要么被忽略，要么根据DNS评估，要么使用简单的单点闭合模型进行建模。独立于闭合模型和计算域尺寸，发现平均湍流是线性稳定的，这与观察到的行为形成鲜明对比。这表明单点方法不足以预测不稳定性，这与其他湍流情况不同。对于一般的壁面剪切湍流，我们讨论了预测不稳定性的正确模型如何以更明确的方式包含涨落。