Space-time/frequency/scale representation of the turbulence near the wall

• Autorzy: Sedat Tardu F.

Warianty tytułu

PL

Czasoprzestrzenno-częstościowo-skalowy opis turbulencji przyściennej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

It is proved that the Window Average Gradient (WAG) scheme designed to detect singularities in the turbulence is approximately equivalent to the Rilbert transform of the "Mexican Rat" wavelet. Several identities are derived between these schemes and their validity are theoretically and experimentally shown through the fluctuating wall shear stress and velocity data taken in the turbulent boundary layer. The instantaneous amplitude-frequency representation of WAG at the large scale is also considered. These results indicate that the wall turbulence is significantly regular. It is shown that the near wall singularities involve in the large scale frequency shift key process and that the corresponding instantaneous phase consists of discontinuous line segments.

PL

W pracy wykazano, że metoda WAG (ang. Windo w Average Gradient) przewidziana do wyszukiwania osobliwości w turbulencji jest w przybliżeniu równoważna transformacji Hilberta falki typu "meksykański kapelusz". Na podstawie badań teoretycznych i doświadczalnych dotyczących fluktuacji naprężeń na ściance oraz rozkładu prędkości w warstwie przyściennej wyprowadzono kilka tożsamości pomiędzy schematami WAG i udowodniono ich prawdziwość. Rozważono także chwilową charakterystykę amplitudowo-częstościową WAG dla dużej skali. Rezultaty analizy wskazały na znaczącą regularność turbulencji przyściennej. Pokazano, że osobliwości obserwowane przy brzegu w dużej skali związane są z procesem przesuwania częstości i odpowiadającym mu nieciągłym zmianom chwilowej fazy.

Słowa kluczowe

EN

near-wall turbulence; singularities; WAG

PL

WAG; turbulencja przyścienna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 4
• Strony: 833--852
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Sedat Tardu F.

• LEGI BP 53 X 38041 Grenoble Cedex, France,

Bibliografia

• 1. Akansu A.N., Smith M.J.-T., 1998, Subband and Wavelet transforms; Design and Applications, Kluwer Academic Publishers; Boston/Dordrecht/London; Second Printing
• 2. Antonia R.A., Bisset D.K., Browne L.W.B., 1990, Effect of Reynolds number on the organized motion in a turbulent boundary layer, J. Fluid Mech., 213, 267-286
• 3. Antonia R.A., Fulachier L., 1989, Topology of a turbulent boundary layer with and without wall suction, J. Fluid Mech., 198, 429-451
• 4. Aulin T., Sundberg C.E.-W., 1981, Continuous phase modulation, IEEE Trans. Commun., COM-29
• 5. Daubechies I., 1992, Ten Lectures on Wavelets, SIAM, Philadelphia, PA.
• 6. De Suza F., 1997, Etude exp´erimentale de l’interaction sillage/paroi dans une couche limite turbulente manipulee, PhD Thesis, Universite de Poitiers, France
• 7. De Suza F., Delville J., Lewalle J., Bonnet J.-P., 1998, On the large scale organization of a turbulent boundary layer disturbed by a circular cylinder, Proceedings of 11th Symp. on Turbulent Shear Flows, 33-25, Grenoble, France
• 8. Farge M., 1992, Wavelet transforms and their applications to turbulence, Annu. Rev. Fluid Mech., 24, 395-457
• 9. Krogstad P.-A., Antonia R.A., 1994, Structure of turbulent boundary layers on smooth and rough walls, J. Fluid Mech., 277, 1-23
• 10. Lewalle J., 1994, Wavelet analysis of experimental data: some methods and the underlying physics, AIAA Paper, 94-2281
• 11. Makhoul J., 1975, Linear prediction: a tutorial review, Proc. of the IEEE, 63
• 12. Meyer Y., 1992, Les ondelettes; Algorithmes et applications, Armand Colin, Paris
• 13. Oppenheim A.-V., Schafer R.-W., 1975, Digital Signal Processing, Prentice-Hall Inc., New Jersey
• 14. Papoulis A., 1982, Random modulation: a review, IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, ASSP-31, 1, 96-105
• 15. Papoulis A., 1984, Probability, Random Variables and Stochastic Processes, Second Edition; McGraw-Hill, New York
• 16. Rice S.O., 1945, Mathematical analysis of random noise, Bell Syst. Tech. J., 24, 46
• 17. Tardu S., 1998, Near wall turbulence control by time space periodical blowing and suction. Effect of local time periodical blowing, Exp. Thermal and Fluid Science, 16, 1/2, 41-53