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Estructura de Vórtice Coherente en Dirección del Flujo de un Chorro de Pared Tridimensional

Autores: Namgyal, Lhendup; Hall, Joseph W.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Estructura de Vórtice Coherente en Dirección del Flujo de un Chorro de Pared Tridimensional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Dinámicas
Estructuras coherentes
Flujo turbulento
Vórtice a lo largo del flujo
Chorro de pared
Vorticidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se investigaron las dinámicas de las estructuras coherentes en un chorro de pared tridimensional turbulento con un número de Reynolds de salida de 250,000 utilizando la Descomposición Ortogonal Propia (POD) de Instantáneas. Una reconstrucción de baja dimensión utilizando los primeros 10 modos de POD indica que el flujo turbulento está dominado por estructuras de vórtices en la dirección del flujo que crecen en tamaño y fuerza relativa, y que a menudo están acompañadas por fuertes barridos laterales de fluido a través de la pared. Esto provoca un aumento en la abultamiento y distorsiones de los contornos de velocidad en la dirección del flujo a medida que el flujo evoluciona río abajo. La vorticidad instantánea en la dirección del flujo, calculada a partir de las velocidades instantáneas reconstruidas, tiene un alto nivel de vorticidad asociado con estas estructuras de vórtices en la dirección del flujo exterior, pero a menudo tiene un par persistente de regiones en contrarrotación ubicadas cerca de la pared a ambos lados de la línea central del chorro. Se presenta un modelo de las estructuras coherentes en el chorro de pared. En este modelo, las estructuras de vórtices en la dirección del flujo se producen en el campo cercano por la ruptura de anillos de vórtices formados en la salida del chorro. Estructuras separadas están asociadas con la vorticidad en la dirección del flujo cerca de la pared. A medida que el flujo evoluciona río abajo, las estructuras internas cerca de la pared se inclinan hacia afuera, mientras que las estructuras exteriores en la dirección del flujo se amalgaman para formar estructuras asimétricas más grandes en la dirección del flujo. En todos los casos, estas estructuras de vórtices en la dirección del flujo tienden a causar grandes barridos de velocidad lateral en las regiones intermedias y lejanas del chorro de pared tridimensional. Además, estas estructuras serpentean lateralmente a través del chorro, causando un flujo de chorro fuertemente intermitente.

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