دانلود کتاب Isothermal and Non-Isothermal Turbulent Flow over Solid Waves Transport and Structure

ترجمه فارسی توضیحات (ترجمه ماشینی)

جریان آشفته همدما و غیر همدما بر روی امواج جامد انتقال و ساختار

یک مطالعه تجربی بر روی پدیده های حمل و نقل در یک جریان آشفته با جداسازی در یک کانال آب گسترده (نسبت ابعاد 12:1) ارائه شده است. دیواره زیرین مواج، که با طول موج ♥ و دامنه موج 2a مشخص می شود، با یک شار حرارتی ثابت تحت شرایط غیر همدما گرم می شود. اطلاعات مکانی-زمانی در مورد سرعت جریان از سرعت سنجی تصویر ذرات دیجیتال (PIV) به دست می آید. دماسنج تصویر ذرات دیجیتال (PIT) برای ارزیابی همزمان تغییرات زمانی و مکانی میدان‌های سرعت و دما استفاده می‌شود. دما با ذرات کریستال مایع ترموکرومیک (TLC) اندازه گیری می شود که طول موج منعکس شده خود را به عنوان تابعی از دما تغییر می دهند. در شرایط همدما، اندازه گیری ها در اعداد رینولدز تا 20500 انجام می شود که با سرعت توده و نیمه ارتفاع کانال تعیین می شود. مجموعه های بزرگی از میدان های سرعت آنی به توابع ویژه متعامد تجزیه می شوند. برای استخراج زمان توسعه ساختارهای جریان انرژی جنبشی تعریف‌شده، از طرح‌بندی عکس‌های فوری میدان سرعت بر روی توابع ویژه استفاده می‌شود. ساختارهای طولی بزرگ با مقیاس عرضی مشخصه O{1.5Λ} را می توان با فرافکنی تحقق آنی جریان بر روی دو تابع اول یافت. هر گونه تعامل بین ساختارهای منسجم منجر به ادغام در ساختارهای جدیدتر از طریق جفت‌سازی کامل، جزئی و کسری یا تقسیم‌بندی می‌شود. ساختارها جدایی مشخصه را حفظ می کنند و به طور قابل توجهی به انرژی جنبشی کمک می کنند. حرکت پر پیچ و خم مقیاس‌های O{1.5♥Λ} مکانیزمی برای انتقال تکانه فراهم می‌کند. برای تعیین کمیت اینکه چگونه آمار تلاطم و عملکردهای ویژه در قسمت بیرونی لایه برشی به برهمکنش با دیوار، سطوح سه‌موجی، که با دامنه‌های مختلف مشخص می‌شود، بستگی دارد. نسبت های -به طول موج، بررسی می شوند. توابع ویژه غالب مشابه با مقیاس های دهانه ای مشابه در قسمت بیرونی لایه برشی دیوار به دست می آیند. میانگین مربعات ریشه نوسانات سرعت جریان و عرض، تنش برشی رینولدز، ضرایب تنش رینولدز، و انرژی جنبشی آشفته تقریباً بدون توجه به زبری سطح، زمانی که با سرعت اصطکاک نرمال می‌شوند، یکسان هستند. ساختار حرکات تولید تنش در جریان بیرونی می تواند یک ویژگی جهانی داشته باشد، به این صورت که تحت تأثیر فرآیندهای تولید تلاطم در جریان داخلی تنها از طریق بزرگی سرعت اصطکاک قرار می گیرند.

Isothermal and Non-Isothermal Turbulent Flow over Solid Waves Transport and Structure

An experimental study on transport phenomena in a turbulent flow withseparation in a wide water channel (aspect ratio 12:1) is presented. Thewavy bottom wall, characterized by the wavelength ♥ and the wave amplitude2a, is heated with a constant heat flux under non-isothermalcondition. Spatiotemporal information on the flow velocity is obtainedfrom digital particle image velocimetry (PIV). Digital particle imagethermometry (PIT) is used to assess simultaneously the temporal andspatial variation of velocity and temperature fields. The temperatureis measured with thermochromic liquid crystal particles (TLC) whichchange their reflected wavelengths as a function of the temperature.At isothermal conditions, measurements are performed at Reynolds numbersup to 20500, defined with the bulk velocity and the half-height of thechannel. Large ensembles of instantaneous velocity fields are decomposedinto orthogonal eigenfunctions. A projection of instantaneous snapshotsof the velocity field onto eigenfunctions is used to extract the time developmentof flow structures of defined kinetic energy. Large longitudinalstructures with a characteristic spanwise scale O{1.5Λ} can be foundby projecting instantaneous realizations of the flow onto the first twoeigenfunctions. Any interactions between coherent structures result in amerger into newer structures via complete, partial, and fractional pairingsor divisions. The structures retain the characteristic separation andcontribute significantly to the kinetic energy. The meandering motion ofO{1.5♥Λ}-scales provides a mechanism for the transport of momentum.To quantify how turbulence statistics and eigenfunctions in the outer part of the shear layer depend on the interaction with the wall, threewavy surfaces, characterized by different amplitude-to-wavelength ratios,are investigated. Similar dominant eigenfunctions with similar spanwisescales are obtained in the outer part of the wall shear layer. Theroot-mean-square of the streamwise and spanwise velocity fluctuations,Reynolds shear stress, Reynolds stress coefficients, and turbulent kineticenergy are approximately the same regardless the surface roughness,when normalized with the friction velocity. The structure of stress producingmotions in the outer flow could have a universal character, inthat they are influenced by turbulence producing processes in the innerflow only through the magnitude of the friction velocity.