Two-point velocity statistics and the POD analysis of the near-wall region in a turbulent channel flow

• Autorzy: Wacławczyk M. , Pozorski J.

Warianty tytułu

PL

Wyznaczanie dwupunktowych funkcji korelacyjnych prędkości i analiza POD przepływu turbulentnego w obszarze przyściennym kanału płaskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The Particle Image Velocimetry (PIV) measurements in the near-wall region of a turbulent channel flow have been performed. two-point velocity statistics are obtained from experimental data and further subjected to the Proper Orthogonal Decomposition (POD) analysis. The resulting empirical function basis characterizes the inhomogeneous shear flow. The first eigenfunction together with spanwise statistics is used in order to find an approximate velocity field of a typical eddy structure.

PL

Wykonany został pomiar turbulentnego pola prędkości w obszarze przyściennym kanału płaskiego metodą PIV (ang. Particle Image Velocimetry). Na podstawie danych pomiarowych wyznaczono dwupunktowe funkcje korelacyjne prędkości, które następnie poddane zostały analizie POD (ang. Proper Orthogonal Decomposition). Otrzymana w wyniku tej analizy baza empirycznych funkcji własnych charakteryzuje niehomogeniczny przepływ w obszarze przyściennym. Z pierwszej funkcji własnej oraz statystyk dwupunktowych w poprzek przepływu wyznaczone zostało przybliżone pole prędkości typowej dla obszaru przyściennego struktury wirowej.

Słowa kluczowe

EN

near-wall turbulence; PIV; coherent structures; POD analysis

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 40 nr 4
• Strony: 895--916
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Wacławczyk M.

• Institute of Fluid-Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Gdańsk

autor

Pozorski J.

• Institute of Fluid-Flow Machinery, Polish Academy of Sciences, Gdańsk

Bibliografia

• 1. AUBRY N., 1991, On the hidden bcauty of the proper orthogonal decomposition, Theoret. Comput. Fluid Dynamics, 2, 339-352
• 2. AUBRY N., HOLMES P., LUMLEY J.L., STONE E., 1988, The dynamics of cohercnt structures in the wali region of turbulent boundary layer, J. Fluid Mech., 192, 115-173
• 3. BAKEWELL H.P., LUMLEY J.L., 1967, Viscous sublayer and adjacent wali region in turbulent pipc flow, Phys. Fluids, 10, 1880-1889
• 4. BERKOOZ G., HOLMES P., LUMLEY J.L., 1993, The proper orthogonal decomposition in the analysis of turbulent flows, Annu. Rev. Fluid Mech., 25, 539-571
• 5. CANTWELL B.J., 1981, Organized motion in turbulent flow, Annu. Rev. Fluid Mech., 13, 457-515
• 6. FARGE M., 1992, Wavelet transforms and their applications to turbulence, Annu. Rev. Fluid Mech., 24, 359-457
• 7. HOLMES P., LUMLEY J.L., BERKOOZ G., 1996, Turbidence, Coherent Structures, Dynamical Systems and Symmetry, Cambridge University Press
• 8. JOIA I.A., GOBEAU N., USHIJIMA T., PERKINS R.J., 1998, POD study of bubblc and particie motion in turbulent channel flow, International Conference on Multiphase Flow, June 8-12, Lyon, France
• 9. KIM J., MOIN P., MOSER R., 1987, Turbulence statistics in fully developed channel flow at Iow Reynolds number, J. Fluid Mech., 177, 133-166
• 10. LUMLEY J.L., 1970, Stochastic Tools in Turbulence, Acadcmic Press, New York and London, 57-62
• 11. MOIN P., MOSER R.D., 1989, Characteristiceddy decomposition of turbulence in a channel, J. Fluid Mech., 200, 471-509
• 12. PANTON R.L., 1997, Self-Sustaining Mechanisms of Wall Turbulenee, Computational Mechanics Publications, Southampton
• 13. POPE S.B., 2000, Turbulent Flows, Cambridge Univcrsity Press, 195-215
• 14. PRESS W.H., TEUKOLSKY S.A., VETTERLING W.T., FLANNERY B.P., 1992, Numerical recipes in Fortran 77. The art of scientific computing, Cambridge University Press, New York
• 15. ROBINSON K.S., 1991, Coherent motions in the turbulent boundary layer, Annu. Rev. Fluid Mech., 25, 457-475
• 16. RONALD J.A., 1991, Particle-imaging techniąues for experimental fluid mechanics, Annu. Rev. Fluid Mech., 23, 261-304
• 17. TENNEKES H., LUMLEY J.L., 1972, A First Course in Tarbulence, MIT Press, Cambridge, Mass, 248-286
• 18. WACLAWCZYK M., POZORSKI J., 2002, Wavelet analysis of near-wall region in turbulent channel flow, Turbulence, 8, (in print)
• 19. WESTERWEEL ,1., 2000, Theoretical analysis of the measurement precision in particie image velocimetry, Exp. Fluids 29, S3-S12, Suppl. S
• 20. WILLERT C.E., GHARIB M., 1991, Digital particie image velocimetry, Exp. Fluids, 10, 181-193