Effective drift velocity from turbulent transport by vorticity
Effective drift velocity from turbulent transport by vorticity
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涡流引起的湍流传输的有效漂移速度
DOI：
10.1103/physrevfluids.7.104601
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发表时间：
2022
影响因子：
2.7
通讯作者：
Shang, Jessica K.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aluie, Hussein;Rai, Shikhar;Yin, Hao;Lees, Aarne;Zhao, Dongxiao;Griffies, Stephen M.;Adcroft, Alistair;Shang, Jessica K.
我们强调了不同的作用，涡度和应变的粗粒标量的运输长度尺度大于小尺度（次尺度）湍流。我们在Eyink [J. Fluid Mech. 549，159（2006）0022-112010.1017/S 0022112005007895]的多尺度梯度展开中使用第一项，当分区长度为小于谱峰的任何尺度时，它与精确的子尺度物理表现出良好的相关性。我们发现，不像次尺度应变，它作为一个各向异性的扩散/反扩散张量，次尺度涡的贡献仅仅是一个保守的对流的粗粒量的涡流引起的非发散速度，这是成比例的涡的旋度。因此，粗颗粒量的物质（拉格朗日）平流不是由粗颗粒流速，而是由有效速度，其物理性质可以改进常用的LES模型。
We highlight the differing roles of vorticity and strain in the transport of coarse-grained scalars at length scales larger thanby smaller scale (subscale) turbulence. We use the first term in a multiscale gradient expansion due to Eyink [J. Fluid Mech. 549, 159 (2006)0022-112010.1017/S0022112005007895], which exhibits excellent correlation with the exact subscale physics when the partitioning lengthis any scale smaller than that of the spectral peak. We show that unlike subscale strain, which acts as an anisotropic diffusion/antidiffusion tensor, subscale vorticity's contribution is solely a conservative advection of coarse-grained quantities by an eddy-induced nondivergent velocity,, that is proportional to the curl of vorticity. Therefore, material (Lagrangian) advection of coarse-grained quantities is accomplished not by the coarse-grained flow velocity,, but by the effective velocity,, the physics of which may improve commonly used LES models.
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