用拉格朗日相关结构研究圆盘启动过程的流体输运

摘要：

利用粒子成像测速(PIV)技术,得到了圆盘启动涡环流场的速度分布和涡量分布.圆盘启动涡环流场的有限时间李雅普诺夫指数场(Finit-time Lyapunov exponents,FTLE)以及拉格朗日相关结构(Lagrangian coherent structures,LCS)被计算出来.基于圆盘启动涡环流场的有限时间李雅普诺夫指数场以及拉格朗日相关结构,通过跟踪流体质点,对圆盘启动涡环流场的输运情况进行了分析.在圆盘启动涡环形成过程中,流体发现被圆盘和相互排斥的拉格朗日相关结构分成三部分.剪切流窗口(vorticity-flux window)被发现,涡量流通过剪切流窗口进入涡核.涡环的非定常边界被确定,它由相互排斥的拉格朗日相关结构背风面、圆盘以及剪切流窗口组成.

关键词：Lyapunov指数场、Lagrangian相关结构、圆盘起动涡环、粒子成像速度计、流体输运、涡环边界

所属期刊栏目：27

分类号：O35;O357.1(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金重点项目10832010;中科院知识创新工程重要研究方向项目KJCX2-YW-L05

在线出版日期：2013-03-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：677-683