난류 경계층에서의 스팬와이즈 구조 및 스케일 성장

난류 경계층에서 스팬와이즈 구조 및 성장 메커니즘이 실험적으로 조사되었다. PIV 측정은 Re _ = 1015 및 7705에서 버퍼 층부터 로그 영역의 가장자리까지 스트림 방향–스팬 방향 (x – z) 평면에서 얻어졌다. 흐름의 주요 운동은 스트림 방향으로 길어진 운동량 결핍의 대규모 영역으로 나타났다. 로그 층 전반에 걸쳐, 이 지역들은 스트림 방향으로 조직된 소용돌이에 의해 일관되게 경계 지어져 있으며, 이는 소용돌이 패킷 모델에 대한 강한 지지를 제공한다. 또한, y^+ < 60 구역에서 헤어핀 소용돌이의 존재 및 조직에 대한 증거가 제시된다. 소용돌이 패킷 패러다임의 두 가지 중요한 측면에 대한 통계적 증거도 제시된다: 스트림 방향으로의 소용돌이 조직과 헤어핀 서명이 스트림 방향 속도의 지역 최소값과 명확히 연관된 사례. 여러 스팬의 길이 스케일이 벽에서의 거리와 선형적으로 변화하는 것으로 나타나, 평균적으로 스팬와이즈 구조의 자기 유사한 성장을 드러낸다. 하지만 데이터 검토는 개별 구조가 시간에 따라 엄격히 자기 유사하게 성장하지 않음을 시사한다. 추가적인 스케일 성장은 Wark & Nagib (1989)이 제안한 것과 유사한 소용돌이 재연결 메커니즘을 통해 소용돌이 패킷의 에디별 병합으로 발생한다고 제안된다. 제안된 메커니즘은 소용돌이 쌍 형성 개념과 내부 층에서 관찰된 스트리키 저속 지역의 융합 사이의 연결 고리를 제공한다.