Influence of the negative and positive jet of wake on laminar-turbulent transition in a boundary layer

• Autorzy: Żabski J. , Wierciński Z.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the results of experimental investigations relating to the influence of negative and positive jet of the wake on laminar-turbulent transition in the boundary layer on a flat plate are described. Using the technique of phase averaging and wavelet analysis, the investigations were carried out in an aerodynamic tunnel with a low level of turbulence in the external stream. The existence of serious differences was noted between the influence of the negative and positive jets due to strong velocity impulses appearing in the area behind the negative jet in the place of the local minimum of the velocity. However, behind the positive jet such strong disturbances appear later, not directly in the region behind the jet. These impulses do not show any signs of chaos and fortuity, therefore they should be rather classified as determined disorder. Moreover, the region of calm behind the positive jet, well-known in the literature, remains also in the area of entirely disturbed flow.

PL

W pracy przedstawiono badania eksperymentalne dotyczące wpływu ujemnego i dodatniego strumienia śladu spływowego na przejście laminarno-turbulentne w warstwie przyściennej na płaskiej płycie. Badania przeprowadzono w tunelu aerodynamicznym o niskim poziomie turbulencji przepływu zewnętrznego, wykorzystując technikę fazowego uśredniania i analizy falkowej. Stwierdzono istnienie poważnych różnic między oddziaływaniem ujemnego i dodatniego strumienia w postaci silnych impulsów prędkości pojawiających się w obszarze za ujemnym strumieniem w miejscu o lokalnego minimum prędkości. Za dodatnim strumieniem takie silne zaburzenia pojawiają się później i nie bezpośrednio za nim. Ponadto regiony uspokojenia za dodatnim strumieniem, dobrze znane z literatury, są dobrze widoczne także w rejonie całkowicie zaburzonego przepływu.

Słowa kluczowe

EN

laminar-turbulent transition; influence of wakes; flat plate

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 47 nr 4
• Strony: 797--814
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Żabski J.

autor

Wierciński Z.

• The Szewalski Institute of Fluid-Flow Machinery PAS, Gdańsk, Poland,

Bibliografia

• 1. Addison J.S., Hodson H., 1990, Unsteady transition in an axial-flow turbine: Part 2-Cascade Measurements and Modeling, ASME Journal of Turbomachinery, 112, 215-221
• 2. Binder A., Forster W., Kruse H., Rogge H., 1984, An experimental investigation into the effect of wakes on the unsteady turbine rotor flow, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 107, 1039-1046
• 3. Dawes B., 1992, The simulation of three dimensional viscous flow in turbomachinery geometries using a solution-adaptive unstructured mesh methodology, ASME Journal of Turbomachinery, 114, 528-537
• 4. Hodson H.P., 1985,Measurements of wake generated unsteadiness in the rotor passage of axial flow turbines, ASME Journal of Turbomachinery, 107, 467-475
• 5. Jeon W.-P., Park T.-C., Kang S.-H., 2002, Experimental study of boundary layer transition on an airfoil induced by periodically passing wake, Experiments in Fluids, 35, 229-241
• 6. Kaiser M., 2005, Analogia wymiany ciepła i pędu przy niestacjonarnym opływie płyty, PhD thesis, Gdańsk
• 7. Kerrebrock J.L., Mikolajczak A.A., 1970, Intra-stator transport of rotor wakes and its effect on compressor performance, ASME Journal of Engineering for Power, 92, 359-368
• 8. Korakianitis T., 1991, On the propagation of viscous wakes and potential flow in axial-turbine cascades, ASME Paper No. 91-GT-373
• 9. Mayle R.E., 1991, The role of laminar-turbulent transition in gas turbine engines, J. Turbomachinery, 113, 509-537
• 10. Meyer R.X., 1958, The effects of wakes on the transient pressure and velocity distributions in turbomachines, Trans. Journal of Basic Engineering, 80, 1544-1552
• 11. Schobeiri M.T., Pappu K., 1997, Experimental study on the effect of unsteadiness on boundary layer development on a linear turbine cascade, Experiments in Fluids, 23, 306-316
• 12. Stieger R.D., Hodson H.P., 2005, The unsteady development of a turbulent wake through a downstream low pressure turbine blade passage, ASME Journal of Turbomachinery, 127, 388-394
• 13. Wierciński Z., 1995, The influence of the periodic wake behind pendulating in the cross stream direction on the laminar-turbulent transition in the boundary layer of a flat plate, In: Unsteady Aerodynamics and Aeroelasticity of Turbomachinee, Elsevier, Amsterdam, 461-479
• 14. Wierciński Z., 1999, Przejście laminarno-turbulentne w warstwie przyściennej indukowane śladami spływowymi, IMP PAN, ZN 499/1450/99, Gdańsk, DSc Thesis
• 15. Wierciński Z., Żabski J., 2007, Phase averaged characteristics of the boundary layer in transition induced by wakes, Workshop on Transition Modelling and Turbulent Combustion, Ghent, November 29-30
• 16. Wierciński Z., Żabski J., 2008, Investigation of the negative and positive jets in the induced by wakes transition, 5th. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008), Venice, Italy