物理空间过滤器下的湍流亚格子流场特性研究

"均匀各向同性湍流亚格子流场统计性质 (2013年)" 是一篇由易超、柳朝晖和郑楚光发表在《华中科技大学学报(自然科学版)》第41卷第1期的文章，研究了各向同性DNS湍流场经过不同物理空间过滤器处理后的亚格子流场（SGS）特性。该研究采用了平顶帽和高斯滤波器，并对比了谱截断过滤器的结果。 文章指出，当过滤宽度增加时，SGS流场的湍动能逐渐增加。这种现象揭示了过滤过程如何影响湍流能量分布。通过比较，物理过滤器得到的SGS流场能量与谱截断过滤器的结果显示出显著差异，这可能源于不同过滤器对不同尺度湍流结构的捕获能力不同。 此外，研究还关注了SGS流场与全尺度DNS（F-DNS）场的自相关及积分时间尺度的变化。随着过滤宽度增大，这两个时间尺度都在增加，但SGS场的拉氏积分时间尺度明显大于欧拉时间尺度，这一发现挑战了对全尺度流场的理解。时间尺度之比随着过滤宽度的增加逐渐接近全尺度流场的比例，这暗示了在不同过滤条件下，湍流的动态特性如何演变。 关键词涉及流场统计、各向同性湍流、物理过滤器、亚格子尺度湍流和可求解尺度湍流，表明研究涵盖了湍流理论的核心概念。该研究对于理解复杂流动中的湍流模型、过滤技术及其对流体动力学特性的影响具有重要意义，特别是在数值模拟和工程应用中，如气候模型和流体机械设计等领域。 这篇论文深入探讨了在均匀各向同性湍流背景下，不同过滤方法对亚格子流场统计性质的影响，为理解和预测湍流动力学提供了新的见解，对于进一步优化湍流模型和提高计算效率有重要价值。