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湍流的时空关联和动态耦合
    时间:2017-4-24     点击率:908

编者按:近期,中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室何国威课题组在《流体力学年鉴》(ANNUAL REVIEW OFFLUID MECHANICS)发表了题为“湍流的时空关联和动态耦合”的综述性论文。《流体力学年鉴》是国际流体力学界的顶级刊物(影响因子为12),每年大约发表二十篇左右的论文,对当今流体力学领域的重要问题和成果做出总结,分析和发展预测。该论文是继周培源先生在一九九五年的《中国湍流研究五十年》论文之后,第二篇以中国大陆科研机构和大学为第一作者单位发表在“流体力学年鉴”杂志上的论文。本刊在此刊发这篇综述,以飨读者。

Space-Time Correlation and Dynamic Coupling

in Turbulent Flows

(湍流的时空关联和动态耦合)

何国威

何国威简介:中科院力学所非线性力学国家重点实验室研究员,2003年获国家杰出青年科学基金。主要学术任职有:《Theor. Appl. Mech. Lett》执行副主编和《Acta Mech Sinica》副主编;美国物理学会期刊“Phys. Rev. Fluids”编委,曾任美国AIP期刊《Phys. Fluids》的Advisory editorial committee 编委,2015年当选为美国物理学会Fellow。 研究领域为:湍流的统计理论,大涡模拟方法和生物推进;主要研究成果为:湍流时空关联的EA模型和时间精准的大涡模拟方法(Annu. Rev. Fluid Mech. 2017 49:51-71)。论文发表于《Phys. Rev. Lett.》 《J Fluid Mech.》 《Phys. Fluids》和《J. Comp. Phys.》等期刊。

论文简介:时空关联是研究湍流运动的空间与时间尺度动态耦合的一个主要方法。本文综述了在欧拉与拉格朗日两种参考系下的各种时空关联模型,包括:均匀各向同性湍流的随机下扫模型(random sweeping model)与局部应变模型(local straining model);剪切湍流的泰勒冻结流动模型(Taylor’s frozen-flow model)与椭圆近似模型(elliptic approximation model);以及可压缩湍流的线性波传播模型(linear-wave propagation model)与下扫波模型(swept-wave model)。我们重点论述时空关联将如何发展时间精准的湍流模型,以用于湍流噪声与携带颗粒湍流的大涡模拟。我们还简略地讨论了这些模型的应用,诸如科尔莫戈罗夫能谱标度律(Kolmogorov’s universal scaling of energy spectra)的两点封闭,以及利用实验测量得到的一组空间和时间信息来重建时空能谱。最后,我们总结了关于时空关联的最新认识,并给出对于这一领域的未来发展的考虑。

                                                        (王柏懿编撰)

圆柱尾流的涡量图    


附件资料
  湍流的时空关联和动态耦合.pdf