关于操纵的跨尺度相位与高效节能湍流阻力减小之间关系
摘要：高雷诺数下的皮摩阻力减小策略研究：调查了Marusic等人在2021年的研究中报道的不同尺度间相互作用在高雷诺数下减小皮摩阻力策略中的作用。该策略涉及在壁面上施加相对低频的沿流向行进的横向速度波来激发产生摩阻力的外层尺度。与通常需要在较高频率处施加激励来直接靶向产生摩阻力的内层尺度的传统方法相比，这种方法被证明更节能。值得注意的是，观察到在低频率下激励外层尺度会显著衰减主要产生摩阻力的内层尺度，这表明激励会影响壁面流动中固有存在的内外耦合。在本研究中，我们发现通过施加横向壁面振动来增加摩阻力减小，总是与内外尺度间的耦合增加有关。这种增强的耦合通过操纵这些三元相联的尺度间的相位关系而出现，激励迫使能量包含范围从内层（粘性）到外层（惯性）尺度的所有尺度更加同相。我们还发现，通过操纵尺度间的相位关系，通过增加雷诺数对典型的湍流边界层也会出现类似的非线性耦合的增强。这表明在非常高的雷诺数下，利用能量高效的减阻策略可以更有效地降低摩阻力，因为这时激活的外层尺度会更强烈地叠加和调制内层尺度。因此，利用尺度间的相互作用为在高雷诺数下实现能量高效的减阻提供了一个合理的机制。
作者：Rahul Deshpande, Dileep Chandran, Alexander J. Smits, Ivan Marusic
论文ID：2211.07176
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-29