Sobre el efecto del número de cizalladura en el flujo de cizalladura estratificado

La influencia del número de cizalladura en la evolución de la turbulencia en un fluido establemente estratificado se investiga mediante simulaciones numéricas directas en mallas de hasta 512 × 256 × 256 puntos. El número de cizalla SK/ε es la relación entre una escala de tiempo de turbulencia K/ε y la escala de tiempo de cizalla 1/S. Las simulaciones se realizan con dos valores iniciales del número de Reynolds Re Λ= 44,72 y Re Λ= 89,44. Cuando el número de cizalla se incrementa desde valores pequeños a moderados, la tasa de crecimiento no dimensional γ= (1/SK)dK/dt de la energía cinética turbulenta K aumenta ya que el forzamiento de cizalla y su producción de turbulencia asociada es mayor. Sin embargo, un aumento adicional del número de cizalladura desde valores moderados a grandes da lugar a una reducción de la tasa de crecimiento γ y la energía cinética turbulenta K muestra un decaimiento a largo plazo para valores suficientemente grandes del número de cizalladura. La inhibición del crecimiento de la turbulencia a grandes números de cizalla se produce para ambos valores iniciales del número de Reynolds y puede explicarse con el predominio de los efectos lineales sobre los no lineales cuando el número de cizalla es suficientemente alto. Se encuentra que, en el valor inicial más alto del número de Reynolds, la reducción de la tasa de crecimiento se produce a un valor más alto del número de cizalladura. Se encuentra que el número de cizalla afecta a la dinámica del espacio espectral. Los coeficientes de transporte turbulento disminuyen con el aumento del número de cizalla.

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