李峻洋; 周清清; 孙东; 余明; 袁先旭; 刘朋欣

doi:10.7498/aps.74.20250783

摘要

采用聚类连通法, 提取高速槽道湍流中强流向速度脉动与强温度脉动对应的拟序结构. 依据空间位置, 结构被划分为壁面附着型与壁面分离型. 部分壁面附着结构在尺度上呈现自相似性, 符合Townsend (1976)附着涡假设, 据此进一步细分为矮结构、自相似结构和高结构. 条件平均结果表明, 流向雷诺正应力和温度脉动在对数区满足对数率, 这一现象同样与附着涡假设相符合; 同时, 附着结构内速度脉动与温度脉动间仍保持强雷诺比拟关系. 基于RD (Renard-Deck)分解恒等式的分析显示, 低速高结构主导了壁面摩阻和热流的生成, 而高温高结构则在法向热流传输中起主要作用.

关键词:

Abstract

In this study, a clustering method is used to extract the coherent structures associated with intense streamwise velocity fluctuations and temperature fluctuations in high-speed turbulent channel flow. Based on their spatial locations, these structures are categorized into wall-attached type and wall-detached type. A subset of the wall-attached structures exhibits self-similarity in scale, consistent with Townsend (1976)’s attached eddy hypothesis, and these structures are further classified as squat structure, self-similar structure, and tall structure. Conditional averaging results indicate that the streamwise Reynolds normal stress and the intensity of temperature fluctuations follow a logarithmic law in the logarithmic layer, a phenomenon that aligns with the attached eddy hypothesis; meanwhile, the strong Reynolds analogy relationship between velocity and temperature fluctuations remains valid within these attached structures. Analysis based on the RD (Renard-Deck) identity decomposition reveals that tall structures related to low streamwise momentum mainly control the generation of wall friction and heat flux, while tall structures related to high-temperature events play a main role in the of wall-normal heat flux transfer.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者: 李峻洋, lijunyang@cardc.cn ; 刘朋欣, liupengxin@cardc.cn

基金项目: 青年人才托举工程和国家自然科学基金(批准号: 12272396)资助的课题.

Authors and contacts

Corresponding author: LI Junyang, lijunyang@cardc.cn ; LIU Pengxin, liupengxin@cardc.cn

Funds: Project supported by the Young Talent Lifting Project, China and the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 12272396).

文章全文

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 中的结构尺度关系　(a) $l_x^ + $-$l_y^ + $; (b) $l_z^ + $-$l_y^ + $

下载: 全尺寸图片幻灯片

算例	${{{T_{\text{w}}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{T_{\text{w}}}} {{T_{\text{r}}}}}} \right. } {{T_{\text{r}}}}}$	$R{e_\tau }$	${M_{\text{b}}}$	${M_{\text{c}}}$	$\Delta {x^ + }$	$\Delta y_{\text{w}}^ + $	$\Delta {z^ + }$
M8 AW	1.0	504	4.44	6.93	5.5	0.50	2.7
M8 CW05	0.5	450	4.61	6.15	4.8	0.46	2.4
M8 CW02	0.2	540	4.79	6.03	9.9	0.59	2.9

下载: 导出CSV

Case	$ \text{N, ss} $	$ \text{N, s} $	$ \text{N, t} $	$ \text{P, ss} $	$ \text{P, s} $	$ \text{P, t} $	Total
M8 AW	3.22	0.32	6.26	1.88	1.35	5.40	42.11
M8 CW05	3.71	0.13	7.10	1.66	1.27	3.70	38.84
M8 CW02	2.21	0.15	9.61	2.01	0.73	2.70	37.20

下载: 导出CSV

Case	$ \mathit{\text{N, ss}} $	$ \text{N, s} $	$ \text{N, t} $	$ \text{P, ss} $	$ \text{P, s} $	$ \text{P, t} $	Total
M8 CW05	6.66	0.16	14.24	2.33	1.38	6.32	69.21
M8 CW02	3.00	0.10	14.19	2.09	0.58	3.40	50.56

下载: 导出CSV

Case	$ \text{N, ss} $	$ \text{N, s} $	$ \text{N, t} $	$ \text{P, ss} $	$ \text{P, s} $	$ \text{P, t} $	Total
M8CW05	–0.21	0.33	–0.62	–0.36	0.11	–3.00	–24.95
M8CW02	0.00	0.93	–0.24	–0.01	0.08	–1.22	–8.08

下载: 导出CSV

map

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]

[1]	陈浩宇, 徐涛, 刘闯, 张子柯, 詹秀秀. 基于高阶信息的网络相似性比较方法. 必威体育下载 , 2024, 73(3): 038901. doi: 10.7498/aps.73.20231096
[2]	王伟, 出口祥啓, 何永森, 张家忠. 涡脱落热声振荡中相似性及涡声锁频行为. 必威体育下载 , 2019, 68(23): 234303. doi: 10.7498/aps.68.20190663
[3]	杨剑楠, 刘建国, 郭强. 基于层间相似性的时序网络节点重要性研究. 必威体育下载 , 2018, 67(4): 048901. doi: 10.7498/aps.67.20172255
[4]	马平, 石安华, 杨益兼, 于哲峰, 梁世昌, 黄洁. 高速模型尾迹流场及其电磁散射特性相似性实验研究. 必威体育下载 , 2017, 66(10): 102401. doi: 10.7498/aps.66.102401
[5]	李洪云, 尹妍妍, 王青, 王立飞. 平行电磁场中里德堡氢原子的自相似结构研究. 必威体育下载 , 2015, 64(18): 180502. doi: 10.7498/aps.64.180502
[6]	付洋洋, 罗海云, 邹晓兵, 王强, 王新新. 棒-板电极下缩比气隙辉光放电相似性的仿真研究. 必威体育下载 , 2014, 63(9): 095206. doi: 10.7498/aps.63.095206
[7]	雷鹏飞, 张家忠, 王琢璞, 陈嘉辉. 非定常瞬态流动过程中的Lagrangian拟序结构与物质输运作用. 必威体育下载 , 2014, 63(8): 084702. doi: 10.7498/aps.63.084702
[8]	吴文堂, 洪延姬, 范宝春. 确定分布的展向Lorentz力调制下的槽道湍流涡结构. 必威体育下载 , 2014, 63(5): 054702. doi: 10.7498/aps.63.054702
[9]	付洋洋, 罗海云, 邹晓兵, 刘凯, 王新新. 缩比间隙中辉光放电相似性的初步研究. 必威体育下载 , 2013, 62(20): 205209. doi: 10.7498/aps.62.205209
[10]	岳平, 张强, 牛生杰, 王润元, 孙旭映, 王胜. 草原下垫面湍流动量和感热相似性函数及总体输送系数的特征. 必威体育下载 , 2012, 61(21): 219201. doi: 10.7498/aps.61.219201
[11]	沈毅, 徐焕良. 加权网络权重自相似评判函数及其社团结构检测. 必威体育下载 , 2010, 59(9): 6022-6028. doi: 10.7498/aps.59.6022
[12]	梅栋杰, 范宝春, 陈耀慧, 叶经方. 槽道湍流展向振荡电磁力控制的实验研究. 必威体育下载 , 2010, 59(12): 8335-8342. doi: 10.7498/aps.59.8335
[13]	梅栋杰, 范宝春, 黄乐萍, 董刚. 槽道湍流的展向振荡电磁力壁面减阻. 必威体育下载 , 2010, 59(10): 6786-6792. doi: 10.7498/aps.59.6786
[14]	郑雨军, 张兆玉, 张西忠. 单分子体系动力学的高阶累积量相似性. 必威体育下载 , 2009, 58(12): 8194-8198. doi: 10.7498/aps.58.8194
[15]	廖龙光, 付虹, 傅秀军. 十二次对称准周期结构的自相似变换及准晶胞构造. 必威体育下载 , 2009, 58(10): 7088-7093. doi: 10.7498/aps.58.7088
[16]	龚志强, 封国林. 基于非线性分析方法的多种代用资料的相似性研究. 必威体育下载 , 2007, 56(6): 3619-3629. doi: 10.7498/aps.56.3619
[17]	童永在, 王西安, 余本海, 胡雪惠. 电光效应的自相似性. 必威体育下载 , 2006, 55(12): 6667-6672. doi: 10.7498/aps.55.6667
[18]	钟锡华. 自相似结构的谱函数. 必威体育下载 , 1990, 39(6): 59-66. doi: 10.7498/aps.39.59
[19]	张珉, 陶瑞宝, 周世勋. 具有自相似结构的非均匀复合媒质质量分布的标度指数. 必威体育下载 , 1988, 37(12): 1987-1992. doi: 10.7498/aps.37.1987
[20]	刘叔仪. 最小摩阻场. 必威体育下载 , 1958, 14(1): 1-8. doi: 10.7498/aps.14.1

计量

文章访问数: 599
PDF下载量: 9
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板

Wall attached strucures of velocity and tempreture fluctuations in high-speed turbulent channel flows

摘要

Abstract

作者及机构信息

通信作者: 李峻洋, lijunyang@cardc.cn ; 刘朋欣, liupengxin@cardc.cn

Authors and contacts

Corresponding author: LI Junyang, lijunyang@cardc.cn ; LIU Pengxin, liupengxin@cardc.cn

文章全文

参考文献

施引文献

目录

计量

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们

搜索

留言板

Wall attached strucures of velocity and tempreture fluctuations in high-speed turbulent channel flows

摘要

Abstract

作者及机构信息

通信作者: 李峻洋, lijunyang@cardc.cn ; 刘朋欣, liupengxin@cardc.cn

Authors and contacts

Corresponding author: LI Junyang, lijunyang@cardc.cn ; LIU Pengxin, liupengxin@cardc.cn

文章全文

参考文献

施引文献

目录

计量

出版历程

作者中心

必威betway88欢迎你

关于期刊

关于我们