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受更一般应变作用的黏性涡层及其与各向同性湍流的比较

流体动力学 2021-04-07 v2

摘要

本文考虑受更一般均匀应变作用的黏性涡层。它们包含Townsend针对平面应变的稳态解(对应参数 a=1a = 1),其中层平面内所有应变都用于涡量拉伸,以及Migdal近期针对轴对称应变的稳态非对称解(a=1/2a = 1/2),其中一半应变用于涡量拉伸。除考虑 a0\forall a \ge 0 的非对称、对称与反对称稳态解外,本文还表明对于 a<1a < 1(即弱于Townsend情形)的情况,涡量随时间固有衰减:仅当边界条件在一端或两端维持涡量供给时,才会出现非零稳态。对于超Townsend情形 a>1a > 1,稳态具有符号相反的涡量鞘。本文将其与均匀各向同性湍流进行比较,后发现应变本征系中的平均涡量呈层状、具有符号相反的翼,且应变构型为超Townsend型。仅当 a>1a > 1 稳态解受到零积分扰动时是稳定的;否则解会增长。最后,附录表明应变本征系中的平均流动(除一项额外项外)即为雷诺平均纳维-斯托克斯方程。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.01266,
  title  = {Viscous vortex layers subject to more general strain and comparison to isotropic turbulence},
  author = {Karim Shariff and Gerrit Elsinga},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.01266},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 4 figures