| 壁流动中的转捩 |
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| 引用本文： | 李存标,吴介之. 壁流动中的转捩[J]. 力学进展, 2009, 39(4): 480-507. DOI: 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008 |
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| 作者姓名： | 李存标 吴介之 |
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| 作者单位： | 北京大学力学与工程科学系 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(基金号10087101);;国家杰出青年科学基金(基金号10525208)资助 |
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| 摘 要： | 对壁流动的不同实验结果做了对比,这些实验结果来自于流动显示、热膜测量以及PIV测量, 对比的同时,还总结了与此相应的理论方面的进展.这些进展是在对所选大约120篇文献中内容归纳提炼的基础上给出的.尽管实验中所使用的初始扰动条件不同,但所发现的流动结构几乎是完全一样的. 在对壁流动转捩的认识方面,认为下列所观察到的流动结构是最基本最重要的:在边界层和管流中被称为类孤子相干结构(SCS)的三维非线性涡包、$Lambda$涡、二次涡环和涡环链.近期的实验中发现了这些结构形成和转捩的动力学过程,具体包括以下内容: (1) $Lambda$ 涡和二次涡环间持续的相互作用过程.该过程决定了涡环链的产生方式, 总是从壁面区域周期性地形成,并进入到边界层的外部区域; (2)高频涡的生成,这是理解转捩和湍流边界层(以及其他流动)发展的关键问题之一.尽管已经提出了一些解释,但是二次涡环的实验发现将对此提供一个特别清晰的解释.(3)在所有湍流猝发中SCS所起的关键作用.这一点被看做是低雷诺数湍流边界层中湍流产生的关键机制.与猝发直接相关联的是低速条带. 基于SCS的动力学过程, 针对壁流动情况,可以比以前更清晰地解释低速条带的形成机制及其与流动结构的关系.在实验中所观察到的SCS和二次涡环,不仅能使我们重温壁面流动转捩中的经典故事, 同时还开辟一条新的途径,可以基于此建立壁面流动转捩可能具有的普适性的动力学过程.
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| 关 键 词： | 壁流动 转捩动力学 猝发 类孤立波 |
| 收稿时间： | 2009-02-06 |
TRANSITION IN WALL-BOUNDED FLOWS |
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| LEE Cunbiao , WU Jiezhi. TRANSITION IN WALL-BOUNDED FLOWS[J]. Advances in Mechanics, 2009, 39(4): 480-507. DOI: 10.6052/1000-0992-2009-4-J2009-008 |
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| Authors: | LEE Cunbiao WU Jiezhi |
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| Affiliation: | LEE Cunbiao WU Jiezhi State Key Laboratory for Turbulence Research , Complex Systems,Peking University,Beijing 100871,China |
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| Abstract: | In this paper,we present direct comparisons of experimental results on transition in wall-bounded flows obtained by flow visualizations,hot-film measurement,and particle image velocimetry,along with a brief mention of relevant theoretical progresses,based on a critical review of about 120 selected publications. Despite somewhat different initial disturbance conditions used in experiments,the flow structures were found to be practi-cally the same.The following observed flow structures are considered to be of... |
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| Keywords: | Wall-bounded Flow Transitional Dynamics Turbulent Bursting SCS |
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