反向旋转Taylor-Couette流中相干结构的自维持
流体动力学
2022-11-30 v1
摘要
我们利用一个形状为平行四边形的周期性环形域，研究反向旋转Taylor-Couette流中螺旋湍流背后的局部自维持过程，其两条边与螺旋模式所描述的圆柱螺旋线对齐。研究的重点放在漂移旋转波(drw)的出现上，这些波在相对小的域内捕捉到了发达湍流中典型相干结构的主要特征。远离层流圆Couette流首次失稳的亚临界区域的过渡动力学，由起源于鞍结分岔的drw解的上、下分支决定。这些解自维持的机制及其诱导的混沌动力学，明显令人联想到其他亚临界剪切流。值得注意的是，即便雷诺数增加到超过基流的线性稳定阈值，drw的流动特性依然持续。在方位角方向拉伸以绕装置完整一周的窄平行四边形域中的模拟证实，自维持涡旋最终会集中为局部化模式。由此得到的统计稳态在定性上，并在一定程度上也在定量上，令人满意地再现了在具有足够长宽比、能代表真实系统的大周期性域中计算得到的螺旋湍流的拓扑与特性。
引用
@article{arxiv.2207.12990,
title = {Self-sustainment of coherent structures in counter-rotating Taylor-Couette flow},
author = {B. Wang and R. Ayats and K. Deguchi and F. Mellibovsky and A. Meseguer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12990},
year = {2022}
}