Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các cơ chế vận chuyển nhiệt trong dòng chảy kênh nhiễu loạn số Mach thấp với dao động tường theo phương ngang
Tóm tắt
Mô phỏng cuộn xoáy lớn (LES) của dòng chảy nhiễu loạn nén số Mach thấp trong kênh có dao động tường theo phương ngang (SWO) đã được thực hiện. Lĩnh vực dòng chảy được phân tích với sự chú ý đặc biệt đến việc vận chuyển nhiệt cũng như mối quan hệ của nó với việc vận chuyển động lượng. Khi các cấu trúc hợp nhất nhiễu loạn bị hạn chế bởi SWO, các vận chuyển nhiễu loạn thay đổi đáng kể, tuy nhiên vận chuyển động lượng và nhiệt lại thay đổi theo cùng một cách, điều này chứng minh rằng có cơ chế vận chuyển nhất quán giữa động lượng và nhiệt trong các lớp biên nhiễu loạn. Các tương tự Reynolds của tất cả các trường hợp dòng chảy đều khá tốt, điều này lại một lần nữa xác nhận thực tế rằng các cơ chế vận chuyển động lượng và nhiệt là nhất quán, điều này cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc kiểm soát dòng nhiệt ở tường bằng kỹ thuật giảm kéo.
Từ khóa
#mô phỏng cuộn xoáy lớn #dòng chảy nhiễu loạn #số Mach thấp #dao động tường #vận chuyển nhiệt #vận chuyển động lượng #tương tự ReynoldsTài liệu tham khảo
Stalio E., Nobile E.: Direct numerical simulation of heat transfer over ribles. Int. J. Heat Fluid Flow 24, 356–371 (2003)
Li F.C., Kawaguchi Y.: Investigation on the characteristics of turbulence transport for momentum and heat in a drag-reducing surfactant solution flow. Phys. Fluids 16(9), 3281–3295 (2004)
Jung W.J., Mangiavacchi N., Akhavan R.: Suppression of turbulence in wall-bounded flows by high-frequency spanwise oscillations. Phys. Fluids A 4(8), 1605–1607 (1992)
Laadhari F., Skandaji L., Morel R.: Turbulence reduction in a boundary layer by a local spanwise oscillating surface. Phys. Fluids 6(10), 3218–3220 (1994)
Baron A., Quadrio M.: Turbulent drag reduction by spanwise wall oscillations. Appl. Sci. Res. 55(4), 311–326 (1995)
Orlandi P., Fatica M.: Direct simulations of turbulent flow in a pipe rotating about its axis. J. Fluid Mech. 343, 43–72 (1997)
Dhanak M.R., Si C.: On reduction of turbulent wall friction through spanwise wall oscillations. J. Fluid Mech. 383, 175–195 (1999)
Quadrio M., Sibilla S.: Numerical simulation of turbulent flow in a pipe oscillating around its axis. J. Fluid Mech. 424, 217–241 (2000)
Choi J.I., Xu C.X., Sung H.J.: Drag reduction by spanwise wall oscillation in wall-bounded turbulent flows. AIAA J. 40(5), 842–850 (2002)
Huang, X., Xu, C., Cui, G.X., et al.: The influence of spanwise wall oscillation on the transportation of Reynolds stress. In: Proceedings of 2003’ Fluid Mechanics Youth Workshop, pp. 206–211. Xi’an, Shaanxi, China, 23–25 November, 2003
Huang W., Xu C.X., Cui G.X. et al.: Mechanism of drag reduction by spanwise wall oscillation in turbulent channel flow. Acta Mech. Sin. 36(1), 24–30 (2004) (in Chinese)
Quadrio M., Ricco P.: Critical assessment of turbulent drag reduction through spanwise wall oscillations. J. Fluid Mech. 521, 251–271 (2004)
Zhou, D., Ball, K.S.: The Mechanism of turbulent drag reduction by spanwise wall oscillation. In: Proceedings of 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, pp. 1–14. Sacramento California, USA. 9–12 July, 2006
Ricco P., Quadrio M.: Wall-oscillation conditions for drag reduction in turbulent channel flow. Int. J. Heat Fluid Flow 29(4), 891–902 (2008)
Trujillo, S.M., Bogard, D.G., Ball, K.S.: Turbulent boundary layer drag reduction using an oscillating wall. AIAA Paper: AIAA-1997-1870 (1997)
Choi K.S., DeBisschop J.R., Clayton B.R.: Turbulent boundary- layer control by means of spanwise-wall oscillation. AIAA J. 36(7), 1157–1163 (1998)
Choi K.S., Graham M.: Drag reduction of turbulent pipe flows by circular-wall oscillation. Phys. Fluid 10(1), 1–9 (1998)
Choi K.S., Clayton B.R.: The mechanism of turbulent drag reduction with wall oscillation. Int. J. Heat Fluid Flow 22, 1–9 (2001)
Cicca G.M.D., Iuso G., Spazzini P.G. et al.: Particle image velocimetry investigation of a turbulent boundary layer manipulated by spanwise wall oscillations. J. Fluid Mech. 467, 41–56 (2002)
Iuso G., Cicca G.M.D., Onoratob M. et al.: Velocity streak structure modifications induced by flow manipulation. Phys. Fluids 15(9), 2602–2612 (2003)
Ricco P., Quadrio M.: Wall-oscillation conditions for drag reduction in turbulent channel flow. Int. J. Heat Fluid Flow 29(4), 891–902 (2008)
Fang J., Lu L., Shao L.: Large eddy simulation of compressible turbulent channel flow with spanwise wall oscillation. Sci. China Ser. G 52(8), 1233–1243 (2009)
Martin M.P., Piomelli U., Candler G.V.: Subgrid-scale models for compressible large-eddy simulation. Theor. Comput. Fluid Dyn. 13, 361–376 (2000)
Ducros F., Laporte F., Souléres T. et al.: High-order fluxes for conservative skew-symmetric-like scheme in structured meches: application to compressible flows. J. Comput. Phys. 116, 114–139 (2000)
Kim J., Moin P., Moser R.: Turbulence statistics in fully developed channel flow at low Reynolds number. J. Fluid Mech. 177, 133–166 (1987)
Coleman G.N., Kim J., Moser R.D.: A numerical study of turbulent supersonic isothermal-wall channel flow. J. Fluid Mech. 105, 159–183 (1995)
Coleman, G. N.: Direct simulation of isothermal-wall supersonic channel flow. In: Annual Research Briefs, pp. 313–328. Center for Turbulence Research (1993)
Ringuette M., Wu M., Martin M.P.: Coherent structures in dns of turbulent boundary layers at Mach 3. J. Fluid Mech. 594, 59–69 (2008)
Morkovin, M.V.: Effects of compressibility on turbulent flows. In: Favre, A. (ed.) Mecanique de la Turbulence, pp. 367–380. CNRS, Paris (1962)
Bradshaw P.: Compressible turbulent shear layers. Annu. Rev. Fluid Mech. 9, 33–54 (1977)