快速旋转湍流中三维特性的出现
摘要：垂直不变的体积化力推动的湍流在临界旋转速率以上被证明变为严格二维，使用上界理论。湍流流动维度的这种转变对能量耗散率有重要影响。然而，该转变在参数空间中的位置并未由界定过程提供。为了确定严格二维和部分三维流动之间的确切临界值，我们对完全湍流的二维基态进行线性稳定性分析。这需要在数千个周转时间内数值积分一个准二维方程组，以准确地求取在湍流二维基态的统计量上平均增长率。我们利用现代GPU的性能来完成这项任务，这使我们能够研究在雷诺数为10^5时的参数空间。在与3D DNS和实验室实验相对应的雷诺数下，Re在[10^2, 5x10^3]范围内，湍流二维流动通过离心稳定性变得不稳定。然而，在更高的雷诺数下，另一种不稳定性接管。后一种不稳定性的候选机制是由调制的二维流动引起的惯性波的参数激发，我们通过一个振荡的二维科尔莫哥洛夫流现象进行说明。
作者：Kannabiran Seshasayanan and Basile Gallet
论文ID：2007.14024
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-19