Estructuras Coherentes de Alto Número de Onda en el Flujo de Transición de Capa Límite APG de Bajo Re-Un Estudio Numérico
Autores: Chen, Weijia; Lo, Edmond Y.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Estructuras Coherentes de Alto Número de Onda en el Flujo de Transición de Capa Límite APG de Bajo Re-Un Estudio Numérico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio numérico
Estructura coherente de alto número de onda
Flujo de transición en la capa límite
Esquemas de diferencias compactas combinadas
Gradiente de presión adverso (GPA)
Espectros de wavelet
Licencia
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Este artículo presenta un estudio numérico de la evolución de estructuras coherentes de alto número de onda en el flujo de transición de la capa límite utilizando esquemas de diferencias compactas combinadas de alto orden recientemente desarrollados con mallas no uniformes en la dirección normal a la pared para la simulación eficiente de tales flujos. El estudio se centra en la simulación de una transición de capa límite inducida por un Gradiente de Presión Adversa (APG) provocada por una perturbación de banda ancha correspondiente al experimento de Borodulin et al. (Journal of Turbulence, 2006, 7, pp. 1-30). Los resultados apoyan la observación experimental de que, aunque las estructuras coherentes observadas durante la transición a la turbulencia tienen formas asimétricas y ocurren en un patrón aleatorio, sus comportamientos evolutivos locales son bastante similares. Además, los espectros locales de wavelet calculados de estas estructuras coherentes también son muy similares. El espectro de wavelet de la velocidad de perturbación en la dirección del flujo demuestra agrupaciones de alto número de onda en la punta y las partes traseras del -vórtice. Ambas partes están incrustadas en la etapa primaria del -vórtice y coinciden espacialmente con la región de picos y la capa de alta cizalladura. La parte de la punta está asociada con el posterior primer vórtice en forma de anillo, mientras que la parte trasera está relacionada con el resto del -vórtice. Estas observaciones ayudan a arrojar luz sobre la generación de turbulencia, que está dominada por estructuras coherentes de alto número de onda.
Descripción
Este artículo presenta un estudio numérico de la evolución de estructuras coherentes de alto número de onda en el flujo de transición de la capa límite utilizando esquemas de diferencias compactas combinadas de alto orden recientemente desarrollados con mallas no uniformes en la dirección normal a la pared para la simulación eficiente de tales flujos. El estudio se centra en la simulación de una transición de capa límite inducida por un Gradiente de Presión Adversa (APG) provocada por una perturbación de banda ancha correspondiente al experimento de Borodulin et al. (Journal of Turbulence, 2006, 7, pp. 1-30). Los resultados apoyan la observación experimental de que, aunque las estructuras coherentes observadas durante la transición a la turbulencia tienen formas asimétricas y ocurren en un patrón aleatorio, sus comportamientos evolutivos locales son bastante similares. Además, los espectros locales de wavelet calculados de estas estructuras coherentes también son muy similares. El espectro de wavelet de la velocidad de perturbación en la dirección del flujo demuestra agrupaciones de alto número de onda en la punta y las partes traseras del -vórtice. Ambas partes están incrustadas en la etapa primaria del -vórtice y coinciden espacialmente con la región de picos y la capa de alta cizalladura. La parte de la punta está asociada con el posterior primer vórtice en forma de anillo, mientras que la parte trasera está relacionada con el resto del -vórtice. Estas observaciones ayudan a arrojar luz sobre la generación de turbulencia, que está dominada por estructuras coherentes de alto número de onda.