Турбулентная статистика с точки зрения когерентной структуры в пограничном слое
https://doi.org/10.18384/2310-7251-2021-4-75-85
Аннотация
Цель работы: исследование эргодичности динамической системы уравнений для амплитуд набора волн Толлмина-Шлихтинга, с помощью которых аппроксимируется стохастическое поведение турбулентных пульсаций, и проведение сравнения с экспериментом пульсационных характеристик развитого турбулентного пограничного слоя при нулевом градиенте давления в рамках волноводной модели. Процедура и методы. В работе использована машинная аналитика и комплекс прикладных программ MATHEMATICA. Ряд результатов получен на основе теории динамических систем. Результаты. Показана сходимость временных средних и средних по пространству. Кроме того, продемонстрирована хорошая сходимость теоретических результатов, обусловленных когерентной составляющей, с экспериментальными. Теоретическая и практическая значимость. Показана применимость волноводной модели для изучения статистики пульсаций скорости потока в пограничном слое для несжимаемой жидкости при нулевом градиенте давления.
Об авторе
Р. С. Селим
Московский физико-технический институт(национальный исследовательский университет); Университет Танта
Россия
Россия
Список литературы
1. Zharov, V.A. Model representation of a coherent structure in a developed turbulent boundary layer // Scientific Notes of TsAGI. 2014. v. XLV, issue №5.
2. Kadomtsev B.B. Plasma turbulence. In the book: Questions of plasma theory, issue 4. - M.: Atomizdat. - 1964. - pp. 188-339.
3. Landahl M.T. A wave-guide model for turbulent shear flow //j. Fluid Mech. - 1967. -V. 29, pt. 3. - P. 441 - 459.
4. Davidson R.C. Methods in nonlinear plasma theory. N.Y.; L.: Acad. Press, 1972. - 356 p. (Pure and applied physics; V. 37.)
5. Hussain A.K.M.F. Coherent structures - reality and myth // Phys. Fluids. -1983. - V. 26. N 10. - P. 2816 - 2863.
6. Zharov, V.A., Lipatov I.I., Selim, R.S. Spectral characteristics of incompressible fluid flow in a turbulent boundary layer// Bulletin of the Moscow State Regional University. Series: Physics-Mathematics. 2020. No. 4. pp. 12-27.
7. Колмогоров А. Н. Избранные труды. Математика и механика. M: Наука, 1985. 470 с.
8. Musker, A.J. Explicit expression for the smooth wall velocity distribution in turbulent boundary layer // AIAA Journal. 1979, V. 17 (6), p. 655-657.
9. Selim, R. S. Eigenmodes of the Orr-Sommerfeld equation in a developed turbulent boundary layer // Proceedings of May 2019. No. 109. DOI:10.34759/trd-2019-109-5.
10. Madelung. E. Mathematical apparatus of physics. Reference manual. M.: Fizmatlit, 1961 - 618 s.
11. Antonia, R. A., Kim, J. Low Reynolds number effects on near-wall turbulence //j. Fluid Mech. 1994. v. 276, 61-90.
12. Alfredsson. P. J., Johansson, A. V., Haritonidis, J. H. and Eckelmann, H. The fluctuation B wall-shear stress and the velocity field in the viscous sublayer // Phys. Fluids. 1988. v. 31, 1026-1033.
13. Dong. L, Kun. L, and Jianren. F. Direct numerical simulation of heat transfer in a spatially developing turbulent boundary layer // Physics of Fluids. 2016. v. 28, 105104.
14. Wu. X. and Moin P., Transitional and turbulent boundary layer with heat transfer // Phys. Fluids. 2010.v. 22, 085105
15. Purtell. L. P. Turbulent boundary layer at low Reynolds number // Phys. Fluids. 1981. v. 24, 802.
16. Karlsson. R. I. and. Johansson.T, “LDV measurements of higher order moments of velocity fluctuations in a turbulent boundary layer”, in Laser Anemometry in Fluid Mechanics, edited by R. J. Adrian (Lisbou, Portugal, 1988), pp. 273-289.
17. Selim. R.S. Determination of Reynolds shear stress from the turbulent mean velocity profile and spectral characteristics of Orr-Sommerfeld -Squire equations // Journal of Physics: Conference series.2021. v. 2056 012017.
18. Klebanoff P S. Characteristics of turbulence in a boundary layer with zero pressure gradients. // NACA. 1955. Rep. 1247.
Рецензия
Просмотров:
107
Послать статью по эл. почте 