ОЦЕНКА ДИССИПАЦИИ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В СВОБОДНОЙ СТРУЕ МЕТОДОМ PIV : научное издание

Описание

Перевод названия: EVALUATION OF TURBULENT KINETIC ENERGY DISSIPATION RATE IN A FREE JET FLOW FROM PIV MEASUREMENTS

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2012

Ключевые слова: Particle image velocimetry, Energy Budget, Axisymmetric jet, energy balance, dissipation, spatial resolution, осесимметричная затопленная струя, баланс кинетической энергии турбулентности, диссипация, пространственное разрешение

Аннотация: В работе представлены результаты применения метода PIV (Particle Image Velocimetry) для измерения статистических характеристик турбулентности в переходной области течения свободной затопленной осесимметричной струи (Re = 28 000). Для минимизации погрешности при калибровке системы и расчете полей мгновенной скорости использовались сПоказать полностьюовременные адаптивные алгоритмы. Выполнен анализ погрешности метода PIV, возникающей вследствие эффектов пространственного разрешения при измерении характеристик турбулентности. С использованием модельных спектров турбулентных пульсаций получены аналитические и численные оценки влияния размера расчетной ячейки и толщины лазерного ножа на величину измеряемых вторых статистических моментов градиента пульсаций скорости, а также диссипацию кинетической энергии турбулентности. Результаты оценок достаточно хорошо согласуются с данными проведенного эксперимента. В работе также рассмотрены возможные способы учета вклада в диссипацию кинетической энергии турбулентности мелкомасштабных пульсаций, не разрешаемых методом PIV. Показана эффективность использования модели турбулентной вязкости для учета мелкомасштабных пульсаций в свободном турбулентном течении. The present paper reports PIV (Particle Image Velocimetry) measurements of turbulent velocity fluctuations statistics in development region of an axisymmetric free jet (Re = 28 000). To minimize measurement uncertainty, adaptive calibration, image processing and data post-processing algorithms were utilized. On the basis of theoretical analysis and direct measurements, the paper discusses effect of PIV spatial resolution on measured statistical characteristics of turbulent fluctuations. Underestimation of the second-order moments of velocity derivatives and of the turbulent kinetic energy dissipation rate due to a finite size of PIV interrogation area and finite thickness of laser sheet was analyzed from model spectra of turbulent velocity fluctuations. The results are in a good agreement with the measured experimental data. The paper also describes performance of possible ways to account for unresolved small-scale velocity fluctuations in PIV measurements of the dissipation rate. In particular, a turbulent viscosity model can be efficiently used to account for the unresolved pulsations in a free turbulent flow.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика

Выпуск журнала: Т. 7, 1

Номера страниц: 53-69

ISSN журнала: 18187994

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Персоны

  • Дулин Владимир Михайлович (Новосибирский государственный университет)
  • Козорезов Юрий Сергеевич (Новосибирский государственный университет)
  • Маркович Дмитрий Маркович (Новосибирский государственный университет)

Вхождение в базы данных