涡结构在有/无稳定层结流动中对涡量与标量输运的作用
流体动力学
2021-06-30 v1
摘要
本文中，我们研究涡量动力学与客观欧拉相干结构（OECSs）的关系，及其对有稳定层结与无稳定层结流动中湍流/非湍流界面（TNTI）附近涡量与标量输运的影响。我们确认涡拉伸在 OECSs 边界内产生涡量，而粘性扩散将涡量跨结构边界传输。尽管文献中常被忽视，涡结构边界内的涡量粘性耗散是显著的。反之，对于此处亦考察的弱层结流动，斜压扭矩的影响可忽略。我们提供证据表明 OECSs 平流被动/主动标量并通过分子扩散重新分布它。最后，我们使用条件分析表明，跨 TNTI 的涡量与标量输运方程各项的典型剖面，与位于湍流亚层及湍流核心区之间边缘处的 OECSs 的存在相容。我们展示当这些剖面进一步以 OECSs 的存在为条件时，其量级显著更高。
引用
@article{arxiv.2005.12329,
title = {Role of vortical structures for enstrophy and scalar transport in flows with and without stable stratification},
author = {M. M. Neamtu-Halic and J. -P. Mollicone and M. van Reeuwijk and M. Holzner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12329},
year = {2021}
}