Scale-Specific Streamwise Wall-Coherent Energy in Turbulent Pipe Flow via Spectral Linear Stochastic Estimation

Townsend의 attached-eddy hypothesis(AEH)는 로그 영역 통계량을 높이 y에 따라 성장하는 자기 유사성 구조들을 통해서 설명한다. 로그 영역 Reynolds 응력 생산과 모멘텀 이송에 관여하는 구조를 active, 아닌 구조를 inactive로 제안했다. 원론의 분리 기준이 모호하여 개별 자기 유사 구조의 에너지 기여를 분석할 필요가 있다. 본 연구는 파이프 난류 유동 직접수치모사 데이터에 spectral linear stochastic estimation 기반의 개별 구조 에너지 분리를 수행하였다. 개별 구조의 premultiplied 2차원 스펙트럼의 유동방향 및 횡방향 파장 간의 선형 비례 관계, 1차원 스펙트럼의 구조 높이 스케일링을 통해 자기 유사성을 확인하였다. 관측 지점 약 2.5배의 높이의 구조가 에너지에 가장 강하게 기여해 active 구조의 특징을 보였지만 더 높은 관측 지점에서는 해당 구조의 에너지 기여가 약해지기 때문에 inactive 특성을 보여 AEH의 예측과 같이 같은 구조가 위치에 따라 다르게 분류될 수 있음을 보였다.