Influence of a k-type Roughness on the Behaviour of Turbulence in an Unsteady Channel Flow
Influence of a k-type Roughness on the Behaviour of Turbulence in an Unsteady Channel Flow
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k 型粗糙度对非定常通道流中湍流行为的影响
DOI：
10.1088/1742-6596/318/2/022021
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发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Seddighi M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Seddighi M
本文对具有光滑壁面和k型粗糙壁面的空间充分发展的槽道湍流进行了直接数值模拟（DNS），研究了方杆粗糙度对非定常湍流特性的影响。所研究的流动状态是从初始稳定的湍流开始的均匀加速。将结果与经历类似加速的光滑壁通道中的流动模拟进行比较，并与使用稳态流动模拟获得的准稳态行为进行比较。粗糙壁加速流动的壁区和缓冲层中的湍流表现出与相应的光滑壁流动明显不同的行为。在光滑壁面流中表现出的流向湍流速度响应的特征长延迟和三个湍流速度分量的不同行为在粗糙壁面流中没有看到。这是由于两种流动中不同的湍流产生机制。重要的差异也被认为是在壁面剪应力响应一个壁是粗糙的，当两个壁是光滑的。
Direct Numerical Simulations (DNS) have been carried out for a spatially fully developed turbulent channel flow with one smooth wall and one k-type rough-wall surface to study the influence of a square bar roughness on the behaviour of unsteady turbulent flow. The flow state under investigation is a uniform acceleration from an initially steady turbulent flow. Results are compared with simulations of flows in a smooth wall channel undergoing a similar acceleration, and with quasi-steady behaviour obtained using steady flow simulations. The turbulence in the wall region and the buffer layer of an accelerating flow with a rough wall shows strikingly different behaviour from that of corresponding flows with smooth walls. The characteristic long delays in the response of the streamwise turbulent velocity and the different behaviours of the three turbulent velocity components that are exhibited in smooth wall flows are not seen in the rough wall flow. This is attributed to different turbulent production mechanisms in the two types of flows. Important differences are also seen in the wall shear stress responses one wall is rough and when both walls are smooth.
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DOI：
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G. Vittori
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S. He;C. Ariyaratne;A. Vardy
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