Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mối quan hệ pha giữa các quy mô lớn và nhỏ trong lớp biên rối
Tóm tắt
Hiệu ứng điều chế biên độ hiển nhiên giữa các chuyển động quy mô lớn và quy mô nhỏ trong lớp biên rối, bao gồm cả các thành phần vận tốc theo chiều dòng chảy và chiều thẳng đứng với bề mặt, được khám phá thông qua các kỹ thuật tương quan chéo. Các phép đo bằng dây nóng một điểm và PIV hai chiều được sử dụng để xem xét các bao bọc của dao động quy mô nhỏ trong cả hai hướng và sự tương quan của chúng với các dao động quy mô lớn trong hướng dòng chảy. Độ tương quan được diễn giải như một đo lường độ trễ pha giữa các chuyển động ở các quy mô khác nhau, và các phép đo pha này được dùng để chứng minh rằng các dao động trong bao bọc của các chuyển động quy mô nhỏ trong cả hai hướng có xu hướng dẫn trước các dao động tương ứng ở quy mô lớn trong hướng dòng chảy. Mật độ đồng phổ của sự tương quan chéo giữa các quy mô khác nhau được sử dụng để xác định các chuyển động quy mô lớn cụ thể chiếm ưu thế trong hiệu ứng điều chế, và cho thấy rằng quy mô tương tác (hoặc 'điều chế') chiếm ưu thế tương ứng về kích thước với các chuyển động quy mô rất lớn được quan sát trong các dòng chảy nội bộ nhưng thường không được quan sát ở vùng ngoài của lớp biên.
Từ khóa
#lớp biên rối #chuyển động quy mô lớn #chuyển động quy mô nhỏ #tương quan chéo #điều chế biên độTài liệu tham khảo
Bandyopadhyay PR, Hussain AKMF (1984) The coupling between scales in shear flows. Phys Fluids 27(9):2221–2228
Bernardini M, Pirozzoli S (2011) Inner/outer layer interactions in turbulent boundary layers: a refined measure for the large-scale amplitude modulation mechanism. Phys Fluids 23(6):061701
Chung D, McKeon BJ (2010) Large-eddy simulation of large-scale structures in long channel flow. J Fluid Mech 661:341–364
Dennis DJC, Nickels TB (2008) On the limitations of Taylor’s hypothesis in constructing long structures in a turbulent boundary layer. J Fluid Mech 614:197–206
Falco RE (1977) Coherent motions in the outer region of turbulent boundary layers. Phys Fluids 20:124–132
Guala M, Metzger M, McKeon BJ (2011) Interactions across the turbulent boundary layer at high Reynolds number. J Fluid Mech 666:573–604
Hutchins N, Marusic I (2007) Large-scale influences in near-wall turbulence. Philos Trans R Soc 365:647–664
Hutchins N, Monty JP, Ganapathisubramani B, Ng HCH, Marusic I (2011) Three-dimensional conditional structure of a high-Reynolds-number turbulent boundary layer. J Fluid Mech 673:255–285
Jacobi I, McKeon BJ (2011a) New perspectives on the impulsive roughness-perturbation of a turbulent boundary layer. J Fluid Mech 677:179–203
Jacobi I, McKeon BJ (2011b) Dynamic roughness-perturbation of a turbulent boundary layer. J Fluid Mech 688:258–296
Kim KC, Adrian RJ (1999) Very large-scale motion in the outer layer. Phys Fluids 11(2):417–422
Kovasznay LSG, Kibens V, Blackwelder RF (1970) Large-scale motion in the intermittent region of a turbulent boundary layer. J Fluid Mech 41(2):283–325
Krogstad PÅ, Kaspersen JH, Rimestad S (1998) Convection velocities in a turbulent boundary layer. Phys Fluids 10(4):949–957
Lehew J, Guala M, McKeon BJ (2011) A study of the three-dimensional spectral energy distribution in a zero pressure gradient turbulent boundary layer. Exp Fluids 51:997–1012
Lyons RG (2011) Understanding digital signal processing, 3rd edn. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ
Marusic I, Mathis R, Hutchins N (2010) Predictive model for wall-bounded turbulent flow. Science 329(5988):193–196
Mathis R, Hutchins N, Marusic I (2009a) Large-scale amplitude modulation of the small-scale structures in turbulent boundary layers. J Fluid Mech 628:311–337
Mathis R, Monty JP, Hutchins N, Marusic I (2009b) Comparison of large-scale amplitude modulation in turbulent boundary layers, pipes, and channel flows. Phys Fluids 21:111703
Mathis R, Marusic I, Hutchins N, Sreenivasan KR (2011) The relationship between the velocity skewness and the amplitude modulation of the small scale by the large scale in turbulent boundary layers. Phys Fluids 23:121702
Monty JP, Hutchins N, Ng HCH, Marusic I, Chong MS (2009) A comparison of turbulent pipe, channel and boundary layer flows. J Fluid Mech 632:431–442
Perry AE, Henbest S, Chong MS (1986) A theoretical and experimental study of wall turbulence. J Fluid Mech 165:163–199
Rodgers JL, Nicewander WA (1988) Thirteen ways to look at the correlation coefficient. Am Stat 42(1):59–66
Schlatter P, Örlü R (2010) Quantifying the interaction between large and small scales in wall-bounded turbulent flows: a note of caution. Phys Fluids 22:051704
Strader II NR (1980) Effects of subharmonic frequencies on DFT coefficients. Proceedings of the IEEE 68(2):285–286