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受压力梯度作用的层流边界层横向非均匀分离

流体动力学 2024-11-20 v2

摘要

我们使用直接数值模拟研究了三维层流分离气泡(LSBs)与其准二维 版本之间的差异。对上边界施加三维抽吸-喷射分布以诱导流动分离。测试了三种抽吸强度(即不利压力梯度(APG)强度)。对于每一抽吸水平,分别变化了抽吸的横向范围。比较了两种非均匀抽吸分布与完全横向均匀抽吸(意味着二维 LSB)所对应的情形,共计九种情形。所有情形的 Re_δ = U_∞δ/ν = 1000(基于入流边界层厚度(δ)和自由流速度(U_∞))。初始结果表明,三维 LSB 与二维 LSB 之间存在显著差异。最显著的是,抽吸宽度在决定 LSB 拓扑及其再附着机制方面起决定性作用。而 APG 则负责决定 LSB 的尺寸以及再附着处的湍流水平。沿着三维 LSB 峰部识别到流向分布的涡旋。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.06495,
  title  = {Separation of a Laminar Boundary Layer Subjected to Pressure Gradients with Spanwise Variations},
  author = {John Marshall Cooper and Benjamin S. Savino and Benjamin Kellum Cooper and Wen Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.06495},
  year   = {2024}
}

备注

10 pages, 8 figures