各向异性应变下混合层的湍流建模
流体动力学
2026-05-01 v1
摘要
湍流混合层的发展可以通过施加各向异性应变率来改变，这些应变率可能源于会聚几何中的径向运动或通过非均匀几何的运动。先前的闭合模型和可压缩湍流模型的标定往往侧重于不可压缩流或各向同性应变情况，这与许多实际流动条件相反。本文使用 K-L 湍流模型研究了各向异性应变下的体压缩处理，K-L 湍流模型是一个双方程雷诺平均 Navier-Stokes (RANS) 模型，常用于模拟界面不稳定性。在施加轴向或横向应变率的冲击诱导湍流混合层上，使用三种不同的湍流长度尺度体压缩闭合方法进行了一维模拟。使用平均各向同性应变率的默认闭合方法能够合理预测施加应变率下混合层的积分宽度和湍动能。然而，采用横向应变闭合方法改善了 K-L 模型的性能，而轴向应变闭合方法则使模型性能恶化。本文研究了这种新闭合方法对浮力-阻力模型的影响，表明独立演化积分宽度和湍流长度尺度的三方程模型对各向异性应变建模最为有效。通过双方程 RANS 模型的等价性，湍流长度尺度体压缩闭合的修改也暗示了对 K- 和 K- 模型的相应调整。
引用
@article{arxiv.2502.13563,
title = {Turbulence Modelling of Mixing Layers under Anisotropic Strain},
author = {Bradley Pascoe and Michael Groom and Ben Thornber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.13563},
year = {2026}
}