近壁湍流有界吗？
组织者
演讲者
陈曦
时间
2022年03月18日 10:30 至 11:30
地点
1110
线上
Zoom 388 528 9728
(BIMSA)
摘要
探索湍流的终极统计不变性(the ultimate statistical invariance of turbulence)是一个经典的科学问题。特别是对于自然界和工业界广泛存在的湍流边界层而言，因为流体的能量主要在近壁面被耗散掉，因此预测近壁湍流在无穷大雷诺数时的渐近态具有重要的科学和工程意义。一个世纪前，Prandtl提出了经典的壁面律（Law-of-wall）理论并在平均流速的预测上获得极大成功，但是对于湍流的脉动平均量所言有限。最近六十年的实验和计算数据显示，多达二十余项的近壁湍流脉动量（如脉动能极值、压力极值、涡量极值、耗散极值、扩散极值、速度高阶矩极值，以及壁面剪应力和壁面压力等等，通记为Φ）随着雷诺数（Re）增加而显著增长。对此，学术界一个普遍性的观点认为Φ∝ln(Re)，意味着随着Re增加Φ将发散性增长从而壁面律将失效。与此不同的是，本报告将介绍本人最近发展的有限耗散率理论（Law-of-bounded-dissipation）以及普适雷诺数相似律：Φ∞-Φ∝Re-1/4，新的结论是在Re→∞时诸Φ各为其有限Φ∞所界（见Chen & Sreenivasan, 2021 JFM; 2022 JFM）。目前，这一观点引发了国际学者的密切关注和讨论 (如：Monkewitz 2022 JFM；Smits et al 2021 JFM；Pirozzoli et al 2021 JFM)，相关进展在此也将有所介绍。