Sur l’effet du nombre de cisaillement dans un écoulement de cisaillement stratifié

L’influence du nombre de cisaillement sur l’évolution de la turbulence dans un fluide stratifié de manière stable est étudiée à l’aide de simulations numériques directes sur des grilles comportant jusqu’à 512 × 256 × 256 points. Le nombre de cisaillement SK/ε est le rapport entre une échelle de temps de turbulence K/ε et l’échelle de temps de cisaillement 1/S. Les simulations sont effectuées pour deux valeurs initiales du nombre de Reynolds Re Λ= 44.72 et Re Λ= 89.44. Lorsque le nombre de cisaillement est augmenté de valeurs faibles à modérées, le taux de croissance non dimensionnel γ= (1/SK)dK/dt de l’énergie cinétique turbulente K augmente puisque le forçage de cisaillement et sa production de turbulence associée sont plus importants. Cependant, une augmentation supplémentaire du nombre de cisaillement de valeurs modérées à grandes entraîne une réduction du taux de croissance γ et l’énergie cinétique turbulente K montre une décroissance à long terme pour des valeurs suffisamment grandes du nombre de cisaillement. L’inhibition de la croissance de la turbulence aux grands nombres de cisaillement se produit pour les deux valeurs initiales du nombre de Reynolds et peut être expliquée par la prédominance des effets linéaires sur les effets non linéaires lorsque le nombre de cisaillement est suffisamment élevé. On constate que, pour la valeur initiale la plus élevée du nombre de Reynolds, la réduction du taux de croissance se produit à une valeur plus élevée du nombre de cisaillement. On constate que le nombre de cisaillement affecte la dynamique de l’espace spectral. Les coefficients de transport turbulent diminuent avec l’augmentation du nombre de cisaillement.

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée.