圆柱尾流中湍流/湍流界面几何的空间演化
摘要：圆柱尾流中湍流/湍流界面（TTI）的几何特征的空间演变。在不同的湍流背景下，尾流暴露于其中，湍流强度和积分长度尺度均有独立变化，并与湍流/非湍流界面（TNTI）进行比较。利用高斯密特数（Sc）的标记标示了湍流尾流，并进行了平面激光诱导荧光（PLIF）实验，捕捉尾流与周围流动之间的界面，从$x/d$ = 5到40的范围内进行实验，其中$x$是从圆柱中心到流向坐标，$d$是圆柱直径。研究发现，TTI通常比TNTI更快地向周围流动蔓延。在$x/d approx 15$处发现了界面蔓延的过渡区域，之后界面的传播速度较以前（上游）缓慢，并且TNTI和TTI的平均界面位置与当地尾流半宽度成比例。近尾流中，由于流动中存在大尺度一致性运动的影响，TNTI和TTI的位置都具有非高斯概率密度函数（PDF）。在大尺度一致性运动消散后的下游，TNTI位置的PDF确实成为高斯分布。我们首次探索了从近场到远场的TTI的“粗糙度”的空间变化，通过分形维度进行量化。背景流中的长度尺度对近尾流中TTI的分形维度有显著影响，而湍流强度只对远下游的分形维度起重要作用。
作者：Jiangang Chen and Oliver R. H. Buxton
论文ID：2301.04959
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-01