[논문]역압력 구배 난류 경계층에서 레이놀즈 응력의 스케일 간 수송

윤민

doi:10.5407/jksv.2022.20.1.038

역압력 구배 난류 경계층에서 레이놀즈 응력의 스케일 간 수송
Interscale transport of the Reynolds stress in a turbulent boundary layer subjected to adverse pressure gradient 원문보기

한국가시화정보학회지= Journal of the Korean society of visualization, v.20 no.1, 2022년, pp.38 - 44

윤민 (Division of Mechanical Engineering, Korea Maritime and Ocean University)

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An interscale transport of the turbulent kinetic energy (TKE) and Reynolds shear stress (RSS) is examined in an adverse pressure gradient (APG) turbulent boundary layer (TBL). The direct numerical simulation data of an APG TBL at Reτ = 834 and β = 1.45 is employed. The TKE and RSS transport equations are divided into large and small scales, leading to the introduction of interscale transport. The TKE mainly transfers from large scales to small ones in the outer region, and vice versa for the RSS. An interscale transport of TKE and inverse interscale transport of RSS are amplified by APG, and the latter results in the increase in large scales of TKE production. Some of outer large scales of enhanced TKE transfer to small scales and then dissipate by viscosity, and the remains dissipate turbulent-non-turbulent interfaces by turbulent transport.

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표 Table 1. Parameters of the computational domain. L_i/δ₀ and N_i indicate the domain sizes and the number of grids, respectively. Here, δ₀ is the inlet boundary layer thickness. Δx⁺, Δy⁺ and Δz⁺ are grid resolutions in streamwise, wall-normal and spanwise directions, respectively. The superscript + represents quantities normalized by the wall units. Re_τ is the friction Reynolds number.
그림 Fig. 1. Wall-normal profiles of (a) streamwise mean velocity (U) and (b) turbulent kinetic energy (tke) and Reynolds shear stress (). In (a), κ is the von Karman constant (κ = 0.41), and C is constant value of 5.1. Symbols denote results of a ZPG TBL at Re_τ = 830⁽¹⁶⁾.
그림 Fig. 2. 2D contours of (a) pre-multiplied spanwise energy spectra of the turbulent kinetic energy and (b) pre-multiplied spanwise co-spectra of the Reynolds shear stress.
그림 Fig. 3. Wall-normal profiles of turbulent kinetic energy budgets. Symbols denote results of a ZPG TBL at Re_τ = 830⁽¹⁶⁾.
그림 Fig. 4. Profiles of the turbulent transport for large scales (Td^L) and small scales (Td^S) of (a) turbulent kinetic energy budgets and (b) Reynolds shear stress budgets, respectively.
그림 Fig. 5. Profiles of the interscale transport (Tr) of turbulent kinetic energy budgets (dashed lines) and Reynolds shear stress budgets (solid lines).

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