渐近抽吸边界层中的湍流转捩

我们通过直接数值模拟研究了渐近抽吸边界层（ASBL）中的湍流转捩。通过追踪层流与湍流状态之间的中间轨迹，我们能够识别出层流-湍流边界内的不变客体，即边缘态。在小区域中，流场在短时间间隔内表现为行波。在更长时间上，可以注意到能量在规律的时间间隔内出现强烈爆发。在爆发期间，条纹结构消失，但随后会重新形成，并在展向平移了半个区域大小。改变抽吸速度使得该流场能够被嵌入到一个在平面库埃特流和 ASBL 之间进行插值的流族中。在接近平面库埃特流的极限下，边缘态是一个行波。随着抽吸增加，该行波及其一个对称相关的副本经历了一个鞍结点无限周期（SNIPER）分岔，导致爆发和离散对称性偏移。在更宽的区域中，结构在展向局部化，且活跃区域中的流场与小区域中的相似。仍然存在周期性的爆发，在爆发时流场结构发生偏移，但偏移距离不再与流场几何的离散对称性相关联。通过边缘追踪技术发现了两种不同的状态：一种是在每次爆发时结构都向同一侧偏移，另一种是结构交替向左和向右偏移。