脉动性延迟准二维剪切流中向持续湍流的转捩
流体动力学
2025-02-04 v1
摘要
这项工作研究了准二维剪切流中通向湍流的有效途径。由于瞬态增长有限，二维扰动需要高雷诺数才能引发从稳态基流的转捩。通过添加一个振荡基流分量，本工作表明，二维初始扰动所经历的瞬态增长通常远高于稳态分量所提供的增长。然而，正如在三维流动中所展示的那样[Pier & Schmid J. Fluid Mech. 926, A11 (2021)]，瞬态增长几乎完全由模态的周期内增长组成，而非利用非正规性的瞬态机制。相对于振荡基流加速阶段有利压力梯度引起的严重衰减，这种瞬态增长的缺乏只会延迟向持续湍流的转捩。因此，非振荡驱动力仍然是准二维剪切流中实现持续湍流的最有效策略。脉动性提供的唯一好处是，触发间歇性湍流所需的初始条件振幅要小几个数量级。
引用
@article{arxiv.2502.00573,
title = {Pulsatility delays the transition to sustained turbulence in quasi-two-dimensional shear flows},
author = {Christopher J. Camobreco and Alban Pothérat and Gregory J. Sheard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.00573},
year = {2025}
}
备注
31 pages, 9 figures, Under consideration for publication in Physical Review Fluids