بررسي عدديتاثير طول مشخصه ميدان آشفته اوليه روي ديناميكلايه اختلاط آشفته بدون برش دوبعدي

Numerical study of the impact of the initial turbulent integral length scale on the dynamics of a two dimensional shear-free turbulent mixing layer

در اين پژوهش به بررسي تاثير طول مشخصه ميدان آشفته بر روي ديناميك جريان و مشخصات لايه اختلاط بدون برش دوبعدي پرداخته شده است. براي اين منظور از شبيه سازي عددي معادلات ناوير-استوكستراكم ناپذير دو بعدي با روش عددي شبه طيفي بهره گرفته شده است. با استفاده از تابع جريان و فرم چرخش معادلات ناوير-استوكس، صفر بودن ديورژانس ميدان سرعت تضمين شده است. با محاسبه پارامترهاي آماري نظير ممان هاي سوم وچهارم و مشتق مكاني آن ها، اثر تغيير نسبت طول مشخصه روي ديناميك بين دو جريان مغشوش مطالعه شده است. همچنين اثر تغيير نسبت طول مشخصه روي ميزان اختلاط توسط پارامترهاي طول و شعاع انحناي لايه اختلاط بررسي شده و نشان داده شده است كه با افزايش اختلاف طول مشخصه در جريان مغشوش دو سوي لايه اختلاط، ميزان ناهمساني و اختلاط افزايش مي يابد.

The impact of the different integral scales of two isotropic turbulent fields on the dynamics of a shear-free turbulent mixing layer is investigated. To this end, two-dimensional incompressible navier-stokes equation is numerically solved using pseudo-spectral method. Governing equations are considered in the vorticity-stream function formulation to guarantee the divergence freeness of the velocity field. Dynamics of the turbulent interaction is examined through relevant statistical parameters such as skewness and kurtosis of the velocity components and their spatial derivatives. Moreover, the efficiency of mixing is investigated by considering the length and curvature of the mixing layer. It has been observed that increasing the difference between the initial integral length scales of two isotropic turbulent fields increases the mixing and anisotropic level of interaction.