陈十一课题组关于可压缩湍流的研究成果发表于
来源:小区网 发表于2019-07-22 15:59:37 编辑:梁宏达
摘要: 近来,《物理谈论快报》(Physical Review Letters)宣布了陈十一课题组题为三维可紧缩湍流的动能级串(Cascade of Kinetic Energy in Three-Dimensional Compressible Turbule

近来,《物理谈论快报》(Physical Review Letters)宣布了陈十一课题组题为“三维可紧缩湍流的动能级串”(Cascade of Kinetic Energy in Three-Dimensional Compressible Turbulence, Phys. Rev.Lett. 110, 214505,2019)的论文,报导了陈十一课题组有关可紧缩湍流中的能谱结构和能量级串机理的最新研讨成果。该研讨工作在湍流与杂乱体系国家重点实验室陈十一教授和北京大学使用物理与技能研讨中心贺贤土院士的联合指导下,由王建春博士、杨延涛博士等协作完结。论文链接:http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.110.214505

可紧缩湍流广泛存在于各种工程使用和自然现象中,如超声速飞行器、受控热核反应、高温焚烧活动、星系的构成和演化等。近年来,高马赫数可紧缩湍流的活动机理是湍流研讨的一个热门。在之前的研讨成果基础上(Phys. Rev. Lett. 108, 214505,2019; Phys. Rev. Lett. 110, 064503, 2019),陈十一课题组经过高精度数值模仿,研讨了可紧缩湍流的能量活动机理,将传统的不行紧缩湍流能量级串理论推行到了可紧缩湍流中,并证明了可紧缩湍流的能谱具有Kolmogorov的-5/3幂次律。研讨成果标明,可紧缩湍流场的剪切模态和胀压模态别离具有各自的能量级串行为;胀压模态的能量级串进程要远远快于剪切模态的能量级串进程。然后,剪切模态的能量在较小标准上占主导地位,并且具有相似不行紧缩湍流的Kolmogorov-5/3幂次律能谱。此外,课题组剖析了可紧缩湍流场中的激波结构对流场能谱和能量活动的影响。数值模仿和理论剖析标明,在大标准胀压力驱动下,可紧缩湍流场中会呈现大标准激波结构,导致胀压部分的能谱具有-2幂次律。经过条件均匀发现,大标准应力张量和亚格子应变张量在激波区域具有反向平行的联系,并且动能的部分亚格子活动和部分胀量的平方成线性联系,然后定量地提醒了激波对能量活动的促进作用。因为激波的存在,绝大部分动能从大标准传向小标准,并且能量级串进程具有很强的标准相似性。

该研讨为天体物理中关于星际气体运动的观测成果供给了理论依据,且对杂乱活动条件下高马赫数湍流的研讨具有重要的指导意义,也有助于咱们更深化地了解可紧缩湍流的物理机理,开展更先进的可紧缩湍流模型。

该项研讨得到国家自然科学基金湍流立异集体、重点项目、973项目和我国博士后基金的赞助,还得到了北京大学使用物理与技能研讨中心赞助。

剪切模态(黄色彩)和胀压模态(红色彩)亚格子能流的空间结构

可紧缩湍流的能谱以及剪切模态和胀压模态的能谱

 

陈十一课题组关于可压缩湍流的研究成果发表于《物理谈论快报》

 

陈十一课题组关于可压缩湍流的研究成果发表于《物理谈论快报》

修改:碧荷

 

陈十一课题组关于可压缩湍流的研究成果发表于《物理谈论快报》

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