基于实验与数值模拟的底重杆在湍流中的转动动力学
流体动力学
2021-02-24 v1
摘要
我们成功对湍流流体中中性浮力且底重的小非对称粒子（即沿对称轴具有非均匀质量分布）进行了三维追踪。实验展示了微小质量不均匀性如何影响粒子沿优选竖直方向的取向并改变其翻滚率。该实验辅以一系列基于真实Navier-Stokes湍流与类点粒子模型的模拟，可探索由重力矩稳定数与粒子长宽比刻画的完整参数空间。我们提出了适用于高底重区域的理论微扰预测，其与观测到的粒子优先取向和翻滚率吻合良好。我们还表明翻滚率概率分布函数的重尾形状受粒子底重性影响较弱。
引用
@article{arxiv.2012.05571,
title = {Rotational dynamics of bottom-heavy rods in turbulence from experiments and numerical simulations},
author = {Linfeng Jiang and Cheng Wang and Shuang Liu and Chao Sun and Enrico Calzavarini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05571},
year = {2021}
}
备注
(7 pages, 5 figures)