湍流边界层中表面压力谱与涡量之间的关系
流体动力学
2022-08-11 v1
摘要
本文回顾并基于流场中的涡量重新考量了湍流边界层下表面压力波数谱的建模。利用基于涡量方程和Squires定理（最初由Chase(1991)给出）的解，表明表面压力谱的完整解可使用非线性湍流-湍流相互作用项作为源项来指定。随后表明表面压力可直接与流场中的涡量相关联。结果针对槽道流构型的直接数值模拟进行了校验。表明与壁面剪切应力相关的涡量在约七个壁单位的距离内迅速衰减，因此外部涡量在流场大部分区域占主导。对涡量相关函数进行了评估，表明垂直于壁面的涡量长度尺度仅约十个壁单位，因此流场可建模为不相关涡片的叠加。最后，通过基于流场中均方根（rms）涡量的分布以及约十个壁单位的积分长度尺度来建模涡量谱，发展了表面压力波数谱的模型。利用数值模拟的输入，获得了与现有表面压力谱经验模型的良好拟合。
引用
@article{arxiv.2208.05402,
title = {The Relationship Between Surface Pressure Spectra and Vorticity in a Turbulent Boundary Layer},
author = {Stewart Glegg and Siddhartha Verma and Lyubov Denissova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05402},
year = {2022}
}