Role of coherent structures in multiple self-similar states of turbulent planar wakes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract We study the nature of archetypal, incompressible, planar splitter-plate wakes, specifically the effects of the exit boundary layer state on multiple approximate self-similarity. Temporally developing direct numerical simulations, at a Reynolds number of 1500 based on the volume-flux defect, are performed to investigate three distinct wake evolution scenarios: Kelvin–Helmholtz transition, bypass transition in an asymmetric wake, and an initially fully turbulent wake. The differences in the evolution and far-wake statistics are analysed in detail. The individual approximately self-similar states exhibit a relative variation of up to 48 % in the spread rate, in second-order statistics, and in peak values of the energy budget terms. The multiplicity of self-similar states is tied to the non-universality of the large-scale coherent structures. These structures maintain the memory of the initial conditions. In the far wake, two distinct spanwise-coherent motions are identified: (i) staggered, segregated spanwise rollers on either side of the centreplane, dominant in wakes transitioning via anti-symmetric instability modes; and, (ii) larger spanwise rollers spanning across the centreplane, emerging in the absence of a near-wake characteristic length scale. The latter structure is characterized by strong spanwise coherence, cross-wake velocity correlations and a larger entrainment rate caused by deep pockets of irrotational fluid within the folds of the turbulent/non-turbulent interface. The mid-sized structures, primarily vortical rods, are generic for all initial conditions and are inclined at ∼ $\pm 3{3}^{\circ } $ to the downstream, shallower than the preferential $\pm 4{5}^{\circ } $ inclination of the vorticity vector. The spread rate is driven by the inner-wake dynamics, more specifically the advective flux of spanwise vorticity across the centreplane, which depends on the large-scale coherent structures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».