加热湍流尾迹中的被动标量各向异性：新观测结果及其对大涡模拟的启示

实验研究了大涡模拟中亚格子尺度（SGS）物理和建模中被动标量各向异性的影响。测量在由加热圆柱产生的中等雷诺数尾迹流中进行，使用了由四个X型热线和四个冷线探头组成的阵列。通过改变阵列中探头间的分离距离，我们在三个不同的滤波尺度下获得了滤波量和亚格子量。我们计算了构成动能和标量方差亚格子耗散张量的几个项，并检验了其作为滤波尺度函数的各向同性行为。我们发现，虽然动能耗散张量在小尺度上趋于各向同性，但SGS标量方差耗散保持各向异性，与滤波尺度无关。涡扩散模型预测各向同性行为，而非线性（或张量涡扩散）模型再现了正确的趋势，但高估了标量耗散各向异性的程度。这些结果为所谓的混合模型提供了一些支持，但对观察到的各向异性的原因提出了新的问题。