准二维剪切流中向湍流的亚临界转捩
流体动力学
2023-05-23 v3
摘要
管道中向湍流的转捩是流体力学中最长期存在的问题之一。产生或节约能源的挑战取决于对湍流促进或抑制的理解。虽然基于内在三维亚临界机制的全局图景正为三维湍流浮现，但当流动接近二维时（例如在强旋转或磁场下），亚临界湍流甚至尚未被观测到。此处，稳定性分析与直接数值模拟展示了从层流到湍流的亚临界准二维转捩，通过一种与三维情形截然不同的二维机制，由非线性 Tollmien--Schlichting 波驱动。这一替代情景呼吁关于湍流转捩的新思路，并应启发控制旋转装置与核聚变反应堆包层中转捩的新策略。
引用
@article{arxiv.2112.12190,
title = {Subcritical transition to turbulence in quasi-two-dimensional shear flows},
author = {Christopher J. Camobreco and Alban Pothérat and Gregory J. Sheard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.12190},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 4 figures