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Estudio Experimental sobre la Evolución de Energía de la Estructura Coherente en el Vórtice Turbulento Cercano a un Cilindro Circular

Autores: Lin, Tzu-Hsun; Chang, Keh-Chin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Estudio Experimental sobre la Evolución de Energía de la Estructura Coherente en el Vórtice Turbulento Cercano a un Cilindro Circular


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Evolución
Estructura coherente
Contribución de energía
Estela
Números de Reynolds
Vórtices

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evolución de una estructura coherente en un vórtice cilíndrico se estudió a través de la observación de su contribución energética al campo de flujo. Se realizó un análisis utilizando la descomposición ortogonal adecuada en los datos de PIV medidos en dos números de Reynolds (Re) de 3840 y 9440. La estructura coherente se identificó al verificar el espectro de potencia de Fourier para cada coeficiente de modo temporal y seleccionar aquellos cuyos picos de magnitud eran mayores que la menor magnitud de la familia de frecuencias armónicas identificadas como los movimientos organizados a gran escala. La contribución energética de la estructura coherente depende significativamente de Re. La evolución de la contribución energética de la estructura coherente exhibe una tendencia de decaimiento monótono al moverse río abajo. La estructura coherente contiene principalmente los vórtices de Kármán en el vórtice cercano. El peso de la contribución de los vórtices secundarios aumenta gradualmente, junto con la distancia en la dirección del flujo, excepto en las subregiones más cercanas al frente para el caso de Re = 9440. La contribución energética de los vórtices secundarios inmediatamente detrás del cilindro (x/d = 0.5-5.5) fue del 30% para Re = 9440, en comparación con <1% para Re = 3840, pero decayó rápidamente al valor de <10% en los subrangos río abajo.

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