ترقی زمانی لایه های مرزی با چرخاب های اصلی مسیرحریان بوسیله مانندساری جریانهای چرخشی بزرگ

اثر متقابل چرخاب های اصلی مسیر جریان (streamwise vortices) و لایه های مرزی (boundary layers) توسط روش مانند سازی جریان های چرخشی بزرگ (Large Eddy Simulation) در این مقاله آنالیز شده است. برای اینکه اثر پارامترهای چرخاب ها را بر لایه مرزی مطالعه کنیم. یک جفت چرخاب که جریان بین آنان بسوی سطح جسم جامد هست در یک لایه مرزی آرام بدون گرادیانفشار قرار داده شدند. این حرخاب ها فوری ساختارهای لایه مرری را تغییر دادند. در نتیحه ضخامت لایه مرری در بین جرخابها کاهشیافت و ضخامت لایه در اطراف جرخابها بیشتر شد. از طرف دیگر، این حرخابها و حرخابهای فوعی، که در سطح جسم جامد تولیدمی شوند شروع به حرکت بطرف بالا می کنند. سپس اثر چرخابها دریک لایه مرزی متلاطم و بدون گرادیان فشار آنالیز شد. نتایج اینمحاسبات با یک آزمایش که در دانشگاه استانفورد افو شده بود مقایسه شد. ترقی زمانی جرخابها در این محاسبات نشان داد کهچرخابها درجهت جانبی کش میایند و این پدیده در ازمایش هم مشاهده شده بود. محاسبات نشان داد که این تغییر شکل جرخابها دراثر وجود چرخابهای فرعی میباشد. در محاسبات. تنش های عمودی رینولدز و انرژی جنبشی در حوالی مرکز چرخابها و در طرفین آناننسبتا قوی پیش بینی شدند. همانطوریکه در آزمایش مشاهده شده بودند. منشا این انرژی حنبشی قوی، کاهش سرعت جریان اصلی دراین حوالی شناخته شد. باید خاطر نشان شد که کاهش ضخامت لایه مرزی میتواند باعث دوباره آرام شدن حریان اصلی در بینجرخابها شود. اثر گرادیان فشار هم در رابطه با این چرخابها مطالعه شد. و در این مورد لایه مرزی صاحب گرادیان فشار مساعد بودچنانکه در جریانهای sink flow اتفاق میافتد. نتیجه این محاسبات نشان داد که تنشهای عمودی در حوالی مرکز چرخابها مانندمحاسبات بدون گرادیان فشار هستند ولی مقدار آنان کمی کاهش یافته است.