平面库埃特流中湍流-层流斑图的平均流
流体动力学
2014-04-25 v1
摘要
对平面库埃特流中的湍流-层流带状斑图进行了数值研究。该斑图在统计上是稳定的，相对于流向方向倾斜，并且相对于间隙具有非常大的波长。分析了在时间和均匀方向上平均的平均流。准层流区域中的流动不是线性的库埃特剖面，而是平流和扩散之间非平凡平衡的结果。这种力平衡给出了雷诺数、角度和斑图波长之间关系的一级近似。值得注意的是，发现沿斑图波矢的平均流变化几乎是完全谐波的：流动可以仅通过三个跨通道剖面表示为U(x,y,z) = U_0(y) + U_c(y) cos(kz) + U_s(y) sin(kz)。建立了一个模型，将平均流和雷诺应力的跨通道剖面联系起来。给出了在倾斜矩形周期性计算域中针对全范围角度和雷诺数计算的工况。还比较了在其他剪切流（泰勒-库埃特流、转子-定子流和平面泊肃叶流）中观察到的规则湍流-层流斑图。
引用
@article{arxiv.physics/0701235,
title = {Mean flow of turbulent-laminar patterns in plane Couette flow},
author = {Dwight Barkley and Laurette S. Tuckerman},
journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0701235},
year = {2014}
}