利用改进的格子玻尔兹曼方法研究湍流管道流中大尺度相干结构的持久性
流体动力学
2024-05-21 v1
摘要
为了更准确地描述，我们在格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method）框架内模拟了湍流管道流，使用了多弛豫时间碰撞算子，并将 Maxwell-Boltzmann 平衡分布展开至 Hermite 多项式的六阶项。与其他数值格式和实验数据相比，该中等强度湍流（）能够高精度地重现至四阶统计矩。基于能量最高的流向湍流模式进行了相干结构识别，揭示了与用于触发管道湍流状态的大尺度强迫方案相关的一种令人惊讶的记忆效应。我们观察到，存在于管道稳态之外的大尺度运动并不影响流场的详细单点统计特征。此外，不同拓扑模式相干结构之间的转换被作为随机过程进行分析。我们发现，对于精细分辨率的数据，转换实际上是 Markovian 的；但对于较大的抽样时间滞后，由于拓扑模式简并，会出现非 Markovian 行为，这与先前的实验研究一致。
引用
@article{arxiv.2405.12082,
title = {Persistence of large scale coherent structures in a turbulent pipe flow through an improved lattice Boltzmann approach},
author = {B. Magacho and L. Moriconi and J. B. R. Loureiro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.12082},
year = {2024}
}