壁湍流中的客观动量屏障

我们利用近期提出的扩散动量传输的框架无关理论，识别壁面有界湍流中的内部屏障。这些屏障由速度场拉普拉斯算子的不变流形构成，阻挡了流中瞬时动量通量的黏性部分。我们采用单轨迹拉格朗日诊断工具——轨迹旋转平均值与轨迹拉伸指数——的等值面，来近似涡旋及壁面平行的内部动量传输屏障（MTB）界面。这些界面提供了经典的基于速度梯度的涡旋与均匀动量区（UMZs）间高剪切边界的框架无关替代方案。事实上，我们发现这些椭圆流形近似与MTBs在阻挡扩散动量传输方面优于标准涡旋与UMZ界面，表明我们的动量屏障是物理特征，可能是统计与非客观诊断中相干性特征的根源。我们还引入了归一化轨迹度量，通过避免强湍流偏置，提供了客观相干结构的空前可视化。