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Bypass transition to turbulence in plane Couette flow: Non-modal and numerical analyses

平面库埃特流中旁路过渡到湍流：非模态和数值分析

基本信息

批准号：
183746750
负责人：
Dr.-Ing. Georg Khujadze
金额：
--
依托单位：
Lehrstuhl für Strömungsmechanik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2010
资助国家：
德国
起止时间：
2009-12-31 至 2013-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/183746750?language=en
关键词：
Bypass transition turbulence plane Couette

项目摘要

Gegenstand des geplanten Forschungsvorhabens ist die ebene Couette-Strömung. Der Übergang zur Turbulenz erfolgt hier subkritisch und wird durch das Wechselspiel vor allem aus dem nichtnormalen Strömungsmechanismus induzierten linearen und nichtlinearen Phänomenen bestimmt. Ziel ist, das räumliche als auch das dynamische Verhalten der turbulenten Couette-Strömung nicht nur numerisch direkt zu simulieren, sondern auch analytisch mittels eines nichtmodalen Ansatzes zu untersuchen. Im räumlichen Verhalten gehen wir besonders auf die großskaligen Strukturen ein, wie sie in allen numerischen Simulationen und Experimenten beobachtet werden. Im zeitlichen Verhalten hingegen werden folgende Dynamikbereiche angenommen: (i) Transition zur Turbulenz, (ii) voll ausgebildete Turbulenz und (iii) spontanes Abklingen der Turbulenz. Um einen tiefen Einblick in die turbulente Dynamik zu bekommen, sollen die grundlegenden linearen und nichtlinearen Prozesse, sowie der Einfluss der Randbedingungen, als auch deren Wechselwirkung untereinander, separat in allen zuvor genannten Dynamikbereichen untersucht werden. Die geplante Analyse ermöglicht die Verifizierung wesentlicher Aspekte des Bypass-Konzeptes der subkritischen Transition zur Turbulenz. Eines der Hauptziele des Projekts ist eine genaue und klare Beschreibung der ”nichtlinearen Aktivität” im Wellenzahlraum: die nichtlineare Verteilung der gestörten Spektralenergie über den Winkel im Wellenzahlraum, der sogenannten nichtlinearen Querverteilung. Ebenso soll die Wirkung der Ränder als ”Generator sekundärer Störungen” bestimmt und beschrieben werden.

研究机构的基础是一个很好的库埃特-斯特朗。这一湍流的形成是由非正常的湍流机制引起的，也是由非正常的湍流现象引起的。这是因为，库埃特-斯特朗的动力学特性并不是简单的数值模拟，因此也需要分析一个不确定的模型。我们可以通过数值模拟和实验来观察大的结构，就像韦尔登一样。在当今的动力学研究中，韦尔登主要包括：（i）湍流转捩，（ii）湍流的体积和（iii）湍流的自发性。一个简单的动力学模型，解决了线性和非线性过程的基本问题，也就是说，它对随机过程的影响，也是一个独立的过程，它将所有的动力学过程都分为韦尔登过程。本文对亚临界转捩湍流边界层的验证问题进行了初步分析。一个项目的总部是一个通用的，并在Wellenzahlraum“nichtlinearen Aktivität”中进行了大量的讨论：die nichtlineare Verteilung der gestörten Spektralenergie über den温克尔im Wellenzahlraum，der sogenannten nichtlinearen Querverteilung。Ebenso soll die Wirkung der Ränder als“Generator sekundärer Störungen”bestimmt und beschrieben韦尔登.