超结构由高雷诺数边界层中的自相似相干运动组成的证据
摘要：紊流边界层中的超结构由更小的、几何自相似的一致运动组成的实验证据的呈现.该证据来自于识别和分析在高雷诺数下获得的大尺度粒子图像测速数据集中瞬时超结构，其能够捕捉到沿流方向延伸达到边界层厚度的12倍的运动.鉴于根据流向速度特征来识别超结构组成运动的挑战,采用了一种新方法,该方法分析了这些非常长运动中的法向速度波动,从而明确了构成成分运动.与超结构区域专属相对应的条件流向能谱的法向波动显示出在中间尺度范围内的著名距墙距离缩放特征.对于超结构区域估计的雷诺剪切应力体谱也表现出类似的特征,这表明几何自相似运动是这些非常大尺度结构的组成运动.对壁法向冲量携带涡旋的空间组织的调查也支持串联假设形成超结构.通过比较冲量携带运动的垂直相关性,进一步确认了超结构与自相似运动之间的关联,发现它们与平均相关性匹配.这些运动的平均垂直相干性,在对抗三个数量级的雷诺数进行对数区域的研究时表现出与雷诺数相同的固定的距墙距离缩放特征.这些发现支持通过数据驱动的基于相干结构的模型来模拟这些动力学显著的运动的前景.
作者：Rahul Deshpande, Charitha M. de Silva and Ivan Marusic
论文ID：2210.06039
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-29