Другие статьи

 

Операции с матрицами на C++. Класс DMatrix

 


 

Periodically driven Taylor-Couette turbulence

 

Турбулентность Куэтта-Тейлора с периодическим управлением

 

Ruben A. Verschoof, Arne K. te Nijenhuis, Sander G. Huisman,

Chao Sun, and Detlef Lohse

(arxiv.org)

 2018

 

 

ABSTRACT

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

 

We study periodically driven Taylor-Couette turbulence, i.e. the flow confined between two concentric, independently rotating cylinders. Here, the inner cylinder is driven sinusoidally while the outer cylinder is kept at rest (time-averaged Reynolds number is Rei = 5 * 105). Using particle image velocimetry (PIV), we measure the velocity over a wide range of modulation periods, corresponding to a change in Womersley number in the range 15 ≤ W0 ≤ 114. To understand how the flow responds to a given modulation, we calculate the phase delay and amplitude response of the azimuthal velocity.

 

Исследована турбулентность Куэтта-Тейлора с периодическим управлением, то есть поток, заключённый между двумя концентрическими независимо вращающимися цилиндрами. Внутренний цилиндр управляется по закону синуса, в то время как внешний цилиндр покоится. Усредненное по времени число Рейнольдса Rei = 5 * 105. Используя устройство для измерения скорости изображения частиц (PIV), мы измеряли скорость в широком диапазоне периодов модуляции, соответствующем числам Womersley в диапазоне 15 ≤ W0 ≤ 114. Для понимания того, как поток реагирует на заданную модуляцию, мы вычисляли задержку фазы и амплитуду отклика по азимутальной скорости.

 

In agreement with earlier theoretical and numerical work, we find that for large modulation periods the system follows the given modulation of the driving, i.e. the system behaves quasi-stationary. For smaller modulation periods, the flow cannot follow the modulation, and the flow velocity responds with a phase delay and a smaller amplitude response to the given modulation. If we compare our results with numerical and theoretical results for the laminar case, we find that the scalings of the phase delay and the amplitude response are similar. However, the local response in the bulk of the flow is independent of the distance to the modulated boundary. Apparently, the turbulent mixing is strong enough to prevent the flow from having radius-dependent responses to the given modulation.

 

В согласии с предыдущими теоретическими и практическими результатами, мы обнаружили, что при больших периодах модуляции система следует заданной управляющей модуляции, то есть ведет себя квазистационарно. При меньших периодах модуляции поток не успевает за модуляцией и его скорость реагирует с задержкой по фазе и с уменьшенной амплитудой отклика. Сравнение наших результатов с численными и теоретическими результатами для ламинарного случая показывает, что масштаб фазовой задержки и амплитуды отклика – такие же. Однако локальные реакции в разных местах потока не зависят от расстояния до источника модуляции. Очевидно, что турбулентное перемешивание достаточно сильно, чтобы поток не имел радиус-зависимых откликов на заданную модуляцию.

 

 

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

 


Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Рейтинг@Mail.ru