槽道紊流中涡旋倾角的概率密度分布特征

作者：陈槐; 李丹勋; 王浩; 王兴奎

来源：应用基础与工程科学学报, 2016, 24(04): 661-671.

DOI：10.16058/j.issn.1005-0930.2016.04.002

• 直接数值模拟
• 槽道流
• 涡量
• 实特征向量
• 准流向涡
• 发夹涡

以Del-Alamo等(2004)直接数值模拟的槽道紊流数据为基础,对比两种涡旋方向的计算方法(涡量矢量和速度梯度张量的实特征向量),并统计了涡旋与3个切面(XZ,XY及YZ)间倾角的概率密度分布.研究结果表明,在缓冲层内,涡量矢量与实特征向量存在较大的差异;涡旋以准流向涡为主,其与XZ面的倾角很小,但与YZ面的倾角很大.在缓冲层外,涡量矢量与实特征向量的夹角较小,且概率密度最大的夹角稳定在10°附近;涡旋以发夹涡为主,与XZ面主要呈±45°倾角,与XY及YZ面主要呈±55°倾角.涡旋与切面间倾角的概率密度分布特征可以由Ω状发夹涡模型来解释.

• 单位
  水文水资源与水利工程科学国家重点实验室; 清华大学; 南京水利科学研究院; 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室