高雷诺数Taylor-Green流中的涡面场演化

基本信息
批准号:11342011
项目类别:专项基金项目
资助金额:18.00
负责人:杨越
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2013
结题年份:2014
起止时间:2014-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周豪
关键词:
涡动力学统计理论湍流结构湍流
结项摘要

Based on the recently developed theory of the vortex-surface field (VSF) for viscous flows, we study the evolution of VSF in high-Reynolds-number Taylor-Green flows through direct numerical simulations. The VSF theory is based on the Lagrangian representation, which can describe the continuous, timewise evolution of vortical structures, including several important events in vortex dynamics, e.g., vortex reconnection, the formation and roll-up of vortex tubes, vorticity intensification between anti-parallel vortex tubes, and vortex stretching and twisting. However, existing applications based on the VSF theory are only restricted for flows with simple geometry and topology at moderate Reynolds numbers. We extend the applications of the VSF theory for high-Reynolds-number turbulence. In particular, through the quantitative analysis of the geometry and topology of vortex surfaces with the results in turbulence statistics, possible connections between the characteristics of vortical structures and the scaling law in turbulent flows can be found. In addition, we investigate the construction of the initial surrogate VSF in homogenous isotropic turbulence.

基于近期发展的粘性流中的涡面场理论,本项目通过直接数值模拟研究高雷诺数Taylor-Green流中的涡面场演化。该涡面场理论基于拉格朗日方法,可连续追踪涡结构的动力学时间演化过程,包括涡面间的重联、涡管卷并、交叉涡管间的涡量积聚、涡管拉伸与扭曲等重要的涡动力学过程。但是目前该理论的应用仅限于中等雷诺数且具有简单几何与拓扑特性的流动,所以本项目将该理论的应用拓展至高雷诺数湍流。特别是在层流到湍流转捩过程中,通过涡面结构几何特性刻画与湍流统计量的定量分析,揭示涡结构特性与统计标度律之间的联系。此外,本项目将研究均匀各向同性湍流中初始替代涡面场的构造方法。

项目摘要

基于近期发展的粘性流中的涡面场理论,本项目通过直接数值模拟研究高雷诺数Taylor-Green流中的涡面场演化。该涡面场理论基于拉格朗日方法,可连续追踪涡结构的动力学时间演化过程,包括涡面间的重联、涡管卷并、交叉涡管间的涡量积聚、涡管拉伸与扭曲等重要的涡动力学过程。通过涡面几何特征与湍流统计量的定量分析,揭示在层流到湍流转捩过程中轴向拉伸螺旋状涡结构与能谱-5/3统计标度律之间的联系。此外,本项目将先前简单Taylor-Green流中的涡面场与拉格朗日场研究推广至壁流动转捩问题。初步结果揭示转捩中近似涡面由初始平面至典型发卡型结构的涡动力学演化过程。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020
4

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
5

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021

杨越的其他基金

批准号:51904340
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11472015
批准年份:2014
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:91952108
批准年份:2019
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31900274
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:72004114
批准年份:2020
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81260391
批准年份:2012
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:91541204
批准年份:2015
资助金额:240.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61503350
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

分离式双箱梁绕流场与涡激振动雷诺数效应机理研究

批准号:51508138
批准年份:2015
负责人:赖马树金
学科分类:E0810
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
2

壁湍流转捩中的拉格朗日场与涡面场演化及多尺度分析

批准号:11472015
批准年份:2014
负责人:杨越
学科分类:A0901
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
3

高雷诺数二维柱体绕流研究

批准号:19072064
批准年份:1990
负责人:蒋金贵
学科分类:A0904
资助金额:5.00
项目类别:面上项目
4

高雷诺数非恒定圆柱绕流数值模拟

批准号:19002012
批准年份:1990
负责人:苑明顺
学科分类:A0903
资助金额:3.00
项目类别:青年科学基金项目