湍流边界层对压力力贡献均匀变化的响应
流体动力学
2024-11-20 v3
摘要
我们研究了具有均匀压力力变化的湍流边界层（TBL），重点在于理解其对局部压力力、局部压力力变化（局部失衡效应）以及上游历史的响应。所研究的流动始于零压力梯度（ZPG）TBL，随后在外区均匀增加压力力与湍流力的比值，最后以相同幅度均匀减小该比值结束。第二个区域包括一个逆压力梯度（APG）减小的子区，随后是一个顺压力梯度（FPG）增加的子区。在这两个子区中，影响保持一致：边界层内的平均动量增益和湍流减弱。在外区，平均流对力平衡变化的响应存在显著延迟。累积的流动历史效应导致域末端出现一个动量亏损与 APG TBL 相当的 FPG TBL。在 以下，平均流对压力力变化的响应几乎是瞬时的。在重叠层，剖面偏离了 ZPG TBL 的传统对数律。关于外层湍流，其随后的衰减速度慢于其初始增长，后者甚至在压力力开始减小后仍持续存在。由于湍流衰减缓慢，域末端的 FPG TBL 表现出异常高的外层湍流水平。近壁处，湍流对压力力变化的响应存在延迟，部分原因是大规模湍流的影响。本研究强调了压力力三重作用的复杂性。
引用
@article{arxiv.2402.13067,
title = {Turbulent boundary layer response to uniform changes of the pressure force contribution},
author = {Taygun R. Gungor and Ayse G. Gungor. Yvan Maciel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.13067},
year = {2024}
}