自由面附近的湍流相干结构及其识别技术的研究

在大水深即严格排除底壁湍流影响下系统地对水气界面处湍流相干结构进行了实验观察结果表明在一定剪切下，界面附近水层内存在快慢流体条带、条带抬升、大尺度涡猝发破裂等典型湍流相干结构，表明边界剪切是造成湍流猝发事件的本质因素，滑移条件的影响是第二位的。随剪切的变化层内猝发事件的频繁和剧裂程度相应变化层流向湍流的过渡是逐渐的。猝发事件引起的动量、质量的交换在强度上远超过小尺度涡运动在空间上远超出传统的边界层范围。大尺度事件是水气界面处动量、质量交换除表面波破碎外最主要的推动力。水气界面传质表面涡更新率应与猝发事件的时间尺度相关联。本项目实验所产生的庞大数据库对于今后的研究具有参考价值。