惯性驱动冯卡曼封闭流中的超临界湍流转捩
流体动力学
2008-03-17 v1
摘要
我们研究了在宽雷诺数范围（100 - 1,000,000）内，由两个装有弯曲叶片的反向旋转大叶轮驱动的惯性驱动冯卡曼（von Karman）流从层流向完全发展湍流的转捩过程。该转捩由方位角剪切层的不稳定性驱动，即 Kelvin-Helmholtz 不稳定性，其在湍流谱出现之前表现出行波/漂移波、调制行波和混沌。我们使用一个局部量（给定点的速度脉动能量）和一个全局量（施加的扭矩）来监测动力学过程。局部量定义了流动中时间依赖性 onset 的临界雷诺数 ，以及能量级联饱和的上限阈值/交叉点 。无量纲阻力系数（即湍流耗散）在此有限的 之上达到平台期，正如预期的 时的“柯尔莫哥洛夫”类湍流那样。我们的观测表明，该封闭流中的湍流转捩在全局上是超临界的：速度脉动的能量可被视为一个序参量，用于表征从首个层流时间依赖性到完全发展湍流的动力学。此外，时域谱分析揭示，几乎所有脉动能量都存储在比基于叶轮频率的时间尺度慢一到两个数量级的时间尺度上。
引用
@article{arxiv.0801.3357,
title = {Supercritical transition to turbulence in an inertially-driven von Karman closed flow},
author = {Florent Ravelet and Arnaud Chiffaudel and Francois Daviaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.3357},
year = {2008}
}