그리드 난류는 샤프만 난류인가?

그리드 난류의 큰 규모가 배치로르형 또는 샤프만형으로 분류되어야 하는지에 대한 오랜 논쟁이 있었습니다. 전자의 경우, 적분 규모인 u와 ℓ는 u 2 ℓ 5 ≈ 상수 를 만족하며, 샤프만 난류에서는 u 2 ℓ 3 = 상수 가 성립합니다. 엄밀히 동질적인 난류의 경우, 이러한 두 종류의 난류에서 에너지 감소율이 다르며, 배치로르 난류에서는 u 2 ~ t −10/7 , 샤프만 난류에서는 u 2 ~ t −6/5 입니다. 우리는 대형 풍동에서 촬영한 그리드 난류의 고해상도 측정을 제시합니다. 특히 큰 테스트 구역에서는 에너지 감소 지수를 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 우리는 그리드 뒤의 난류가 거의 확실히 샤프만형임을 발견하였으며, u 2 ℓ 3 = 상수 를 만족합니다. 그러나 측정된 에너지 감소 지수는 이론적 예측인 u 2 ~ t −1.2 보다 약간 낮은 것으로 나타났습니다. 오히려 우리는 u 2 ~ t − n , 여기서 n = 1.13±0.02 임을 발견했습니다. 이 불일치는 보통 엄밀히 동질적인 난류에서 상수로 취급되는 무차원 에너지 소산 계수 εℓ/ u 3 의 약한 시간적 감소로부터 발생하는 것이 밝혀졌으며, 그리드 난류에서는 매우 느리게 변동합니다.