本文從近壁條帶失穩(wěn)的角度出發(fā),采用直接數(shù)值模擬方法研究了不可壓縮槽道湍流中發(fā)卡渦包的形成機(jī)制。研究表明,亞諧型彎曲模式低速條帶的失穩(wěn)可誘導(dǎo)出由多個(gè)嚴(yán)格對(duì)稱和非對(duì)稱的發(fā)卡渦組成的渦包結(jié)構(gòu)。其中,嚴(yán)格對(duì)稱的發(fā)卡渦由相鄰低速條帶間的碰撞導(dǎo)致,而非對(duì)稱的發(fā)卡渦由低速條帶的破碎導(dǎo)致。在條帶的失穩(wěn)過(guò)程中,高、低速流體之間的剪切是發(fā)卡渦形成的重要一環(huán)。該文結(jié)果不僅有助于深入認(rèn)識(shí)壁湍流擬序結(jié)構(gòu)演化的本質(zhì),而且對(duì)實(shí)際工程中壁湍流的應(yīng)用和控制有一定的指導(dǎo)意義。

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【部分圖文】：

圖1低速條帶和渦結(jié)z+z+

特征（兩條彎曲模式低速條帶在同一流向位置處的振蕩方向相反）。之前的研究表明[15]，單個(gè)發(fā)卡渦的形成與低速條帶之間的碰撞區(qū)域相關(guān)。由于文獻(xiàn)[15]中給定的初始展向擾動(dòng)振幅較小（Am=0.02），條帶之間的碰撞強(qiáng)度較弱，初始發(fā)卡渦形成后迅速耗散，故不能觀察到由一系列發(fā)卡渦組成的發(fā)卡....

圖1低速條帶和渦結(jié)構(gòu)初期的演化過(guò)程

特征（兩條彎曲模式低速條帶在同一流向位置處的振蕩方向相反）。之前的研究表明[15]，單個(gè)發(fā)卡渦的形成與低速條帶之間的碰撞區(qū)域相關(guān)。由于文獻(xiàn)[15]中給定的初始展向擾動(dòng)振幅較小（Am=0.02），條帶之間的碰撞強(qiáng)度較弱，初始發(fā)卡渦形成后迅速耗散，故不能觀察到由一系列發(fā)卡渦組成的發(fā)卡....

圖2“Ω”形渦結(jié)構(gòu)的渦

（a）（b）（c）（d）圖2“Ω”形渦結(jié)構(gòu)的渦量分布（對(duì)應(yīng)圖1（c））Fig.2Distributionofthevorticityonthe‘Ω’-likevortexstructure(correspondingtoFig.1(c))由上述討論可知，發(fā)卡渦形成的關(guān)鍵在于準(zhǔn)流向....

圖1（a））、后（圖1（b））的流場(chǎng)分布可知，低速條帶間在t+=53時(shí)刻+圖3z+=100截面中低速流體（u′+<0）和負(fù)展向渦量（ωz+<0）的統(tǒng)計(jì)平均值歷史曲線

（a）（b）（c）（d）圖2“Ω”形渦結(jié)構(gòu)的渦量分布（對(duì)應(yīng)圖1（c））Fig.2Distributionofthevorticityonthe‘Ω’-likevortexstructure(correspondingtoFig.1(c))由上述討論可知，發(fā)卡渦形成的關(guān)鍵在于準(zhǔn)流向....

本文編號(hào)：3974178