由近壁条带失稳诱导的发卡涡包的形成机制

发布时间：2024-05-15 20:30

　　本文从近壁条带失稳的角度出发,采用直接数值模拟方法研究了不可压缩槽道湍流中发卡涡包的形成机制。研究表明,亚谐型弯曲模式低速条带的失稳可诱导出由多个严格对称和非对称的发卡涡组成的涡包结构。其中,严格对称的发卡涡由相邻低速条带间的碰撞导致,而非对称的发卡涡由低速条带的破碎导致。在条带的失稳过程中,高、低速流体之间的剪切是发卡涡形成的重要一环。该文结果不仅有助于深入认识壁湍流拟序结构演化的本质,而且对实际工程中壁湍流的应用和控制有一定的指导意义。

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【部分图文】：

图1低速条带和涡结z+z+

特征（两条弯曲模式低速条带在同一流向位置处的振荡方向相反）。之前的研究表明[15]，单个发卡涡的形成与低速条带之间的碰撞区域相关。由于文献[15]中给定的初始展向扰动振幅较小（Am=0.02），条带之间的碰撞强度较弱，初始发卡涡形成后迅速耗散，故不能观察到由一系列发卡涡组成的发卡....

图1低速条带和涡结构初期的演化过程

特征（两条弯曲模式低速条带在同一流向位置处的振荡方向相反）。之前的研究表明[15]，单个发卡涡的形成与低速条带之间的碰撞区域相关。由于文献[15]中给定的初始展向扰动振幅较小（Am=0.02），条带之间的碰撞强度较弱，初始发卡涡形成后迅速耗散，故不能观察到由一系列发卡涡组成的发卡....

图2“Ω”形涡结构的涡

（a）（b）（c）（d）图2“Ω”形涡结构的涡量分布（对应图1（c））Fig.2Distributionofthevorticityonthe‘Ω’-likevortexstructure(correspondingtoFig.1(c))由上述讨论可知，发卡涡形成的关键在于准流向....

图1（a））、后（图1（b））的流场分布可知，低速条带间在t+=53时刻+图3z+=100截面中低速流体（u′+<0）和负展向涡量（ωz+<0）的统计平均值历史曲线

（a）（b）（c）（d）图2“Ω”形涡结构的涡量分布（对应图1（c））Fig.2Distributionofthevorticityonthe‘Ω’-likevortexstructure(correspondingtoFig.1(c))由上述讨论可知，发卡涡形成的关键在于准流向....

本文编号：3974178