Puff turbulence in the limit of strong buoyancy.
Puff turbulence in the limit of strong buoyancy.
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DOI：
10.1098/rsta.2021.0093
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发表时间：
2022-03-21
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Rosti ME
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mazzino A;Rosti ME
我们对最近提出的一个唯象理论进行了数值验证，该理论描述了湍流喷雾的时空统计特性，包括体积特性，如平均速度、温度和尺寸，以及在粘性和惯性尺度范围内速度和温差的标度律。特别是，除了更经典的切变主导的喷雾湍流外，我们的主要焦点是最近发现的新区域，其中湍流涨落由浮力主导。该理论基于绝热性假设，假设小尺度的湍流涨落迅速松弛到较慢的大尺度动力学，从而推广了经典的Kolmogorov和Kolmogorov-Obukhov-Corsin关于含有标量场的湍流烟团的理论。我们通过大量的直接数值模拟来验证我们的理论，得到了很好的一致性。本文是《攀登湍流大厦(下)》专题的一部分。
We provide a numerical validation of a recently proposed phenomenological theory to characterize the space–time statistical properties of a turbulent puff, both in terms of bulk properties, such as the mean velocity, temperature and size, and scaling laws for velocity and temperature differences both in the viscous and in the inertial range of scales. In particular, apart from the more classical shear-dominated puff turbulence, our main focus is on the recently discovered new regime where turbulent fluctuations are dominated by buoyancy. The theory is based on an adiabaticity hypothesis which assumes that small-scale turbulent fluctuations rapidly relax to the slower large-scale dynamics, leading to a generalization of the classical Kolmogorov and Kolmogorov–Obukhov–Corrsin theories for a turbulent puff hosting a scalar field. We validate our theory by means of massive direct numerical simulations finding excellent agreement. This article is part of the theme issue ‘Scaling the turbulence edifice (part 2)’.
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