湍流传播的距离有多远？
摘要：局部注入的湍流如何在空间中传播通过直接数值模拟进行了研究。我们考虑了一个在长通道中生成的湍流流动，由空间局部化的外力驱动。这个外力不向流动中注入任何平均动量。我们展示了在长时间尺度上达到了一个统计稳定的状态，其中空间中的湍流能量密度围绕着一个峰值位于外力注入位置的均值轮廓波动，并且随着距离外力注入区域的增加快速下降。我们测量了该轮廓作为从外力区域的距离的函数，对于不同雷诺数的数值。结果显示，随着雷诺数的增加，它收敛到一个与雷诺数无关的轮廓，这意味着湍流的传播是由自适应而不是分子扩散引起的。因此，在这个极限情况下，湍流同时起到将能量级联到较小尺度并将其输送到较大距离的作用。这两种效应大小相当。因此，达到了一个新的湍流状态，在其中湍流输运和湍流级联同样重要，并控制着其特性。
作者：Alexandros Alexakis
论文ID：2307.08469
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-07-18