湍流通道流中流线速度的结构函数与平坦度
流体动力学
2025-06-09 v1 数据分析、统计与概率
摘要
本文对湍流通道流的流线速度进行了多尺度表征。我们研究了2阶和4阶结构函数以及在从消耗尺度到积分尺度、以及跨越四个不同壁面距离区域的广泛距离范围内的平坦度。我们描述了由壁面引起的剪切应力对这些统计量的影响。在壁面远离的外层区域，边界对流的影响可以忽略不计，流体统计遵循柯尔莫戈-奥布哈夫理论。在黏性、缓冲和对数层区域，惯性域可以划分为两个尺度子域，具有两种不同的统计行为。在对数层区域，结构函数的尺度符合Davidson等人2006年提出的模型，但平坦度的尺度似乎更好地对应于Kolmogorov和Obukhov于1962年提出的间歇性表征。首次研究了对数层和黏性层区域的流线速度的结构函数和平坦度。我们显示，在黏性层中，任何尺度上的速度流都呈现强非高斯性，伴随强烈的间歇现象，这些现象可能对应于由高剪切引起的耗散。
引用
@article{arxiv.2506.05436,
title = {Structure functions and flatness of streamwise velocity in a turbulent channel flow},
author = {Carlos Granero-Belinchon and Stéphane G. Roux and Nicolas B. Garnier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.05436},
year = {2025}
}