Detección Experimental de Movimiento Organizado en Flujos Complejos con Descomposición Ortogonal Propia Espectral Modificada
Autores: Schneider, Nick; Köhler, Simon; von Wolfersdorf, Jens
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Detección Experimental de Movimiento Organizado en Flujos Complejos con Descomposición Ortogonal Propia Espectral Modificada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Espectral
Descomposición ortogonal adecuada
Spod
Campo de flujo
Marco central de la turbina
Estructuras coherentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La descomposición ortogonal propia espectral (SPOD) ha visto un renovado interés en los últimos años debido a su capacidad única para desacoplar el movimiento organizado en diferentes escalas de tiempo a partir de grandes conjuntos de datos con información limitada disponible. Este artículo investigó los componentes no estacionarios del campo de flujo dentro de un modelo simplificado de marco central de turbina (TCF) aplicando SPOD a datos experimentales de velocidad de flujo resueltos en el tiempo capturados por velocimetría de imágenes de partículas (PIV). Se observó que los métodos convencionales no lograron capturar las dos bandas activas significativas en el espectro de potencia predichas por mediciones preliminares de anemometría de hilo caliente. Por lo tanto, se desarrolló y se implementó con éxito una modificación al procedimiento de SPOD, que emplea el muestreo de la secuencia temporal registrada en el experimento para reducir artificialmente la frecuencia de adquisición de datos de PIV, para analizar el campo de flujo del TCF. Las dos bandas dinámicamente activas fueron identificadas en los espectros de potencia, resultando en una coincidencia más cercana con los análisis anteriores. Dentro de estas bandas, se aprovechó la capacidad de SPOD para capturar la coherencia espacial para detectar varias estructuras coherentes y fluctuantes plausibles en dos planos perpendiculares. Una reconstrucción tridimensional parcial de los fenómenos de flujo sugirió que ambas bandas estaban asociadas con un modo distinto de movimiento organizado, cada una contribuyendo con un porcentaje significativo de la energía fluctuante total del sistema.
Descripción
La descomposición ortogonal propia espectral (SPOD) ha visto un renovado interés en los últimos años debido a su capacidad única para desacoplar el movimiento organizado en diferentes escalas de tiempo a partir de grandes conjuntos de datos con información limitada disponible. Este artículo investigó los componentes no estacionarios del campo de flujo dentro de un modelo simplificado de marco central de turbina (TCF) aplicando SPOD a datos experimentales de velocidad de flujo resueltos en el tiempo capturados por velocimetría de imágenes de partículas (PIV). Se observó que los métodos convencionales no lograron capturar las dos bandas activas significativas en el espectro de potencia predichas por mediciones preliminares de anemometría de hilo caliente. Por lo tanto, se desarrolló y se implementó con éxito una modificación al procedimiento de SPOD, que emplea el muestreo de la secuencia temporal registrada en el experimento para reducir artificialmente la frecuencia de adquisición de datos de PIV, para analizar el campo de flujo del TCF. Las dos bandas dinámicamente activas fueron identificadas en los espectros de potencia, resultando en una coincidencia más cercana con los análisis anteriores. Dentro de estas bandas, se aprovechó la capacidad de SPOD para capturar la coherencia espacial para detectar varias estructuras coherentes y fluctuantes plausibles en dos planos perpendiculares. Una reconstrucción tridimensional parcial de los fenómenos de flujo sugirió que ambas bandas estaban asociadas con un modo distinto de movimiento organizado, cada una contribuyendo con un porcentaje significativo de la energía fluctuante total del sistema.