La medición de la rotación intensa y la disipación en flujos turbulentos

Área de la Ciencia:

• Dinámica de fluidos La dinámica de fluidos.
• Investigación de la turbulencia en la investigación de la turbulencia
• Las estadísticas no gaussianas.

Sus antecedentes:

• Los flujos turbulentos se caracterizan por una alta intermitencia, con intensos estallidos de vorticidad y tensión.
• La teoría de Kolmogorov explica las cascadas de energía, pero no las causas de la intermitencia no gaussiana.
• La intermitencia de la turbulencia afecta a las mezclas químicas, las caídas de presión, la cavitación y los vórtices atmosféricos.

Objetivo del estudio:

• Investigar las causas de la alta intermitencia en los flujos turbulentos.
• Para medir simultáneamente los componentes de velocidad y los gradientes para determinar la disipación y la estrofia.
• Para analizar la secuencia de eventos durante explosiones turbulentas intensas.

Principales métodos:

• Medición simultánea de tres componentes de velocidad y nueve gradientes de velocidad dentro de un pequeño volumen.
• Análisis de la disipación del flujo (deformación) y la estrofia (vorticidad).
• Análisis estadístico de las mediciones y la evolución de las ráfagas individuales.

Principales resultados:

• Una secuencia típica de eventos intensos comienza con un rápido crecimiento de la cepa.
• Esto es seguido por un aumento de la vorticidad y una disminución repentina en el estiramiento.
• El estudio proporciona observaciones detalladas de la velocidad y los gradientes de velocidad durante las explosiones turbulentas.

Conclusiones:

• La secuencia observada de tensión y vorticidad proporciona nuevos conocimientos sobre la intermitencia de la turbulencia.
• Se proponen dos mecanismos potenciales para estas características: advección de estructuras coherentes o causas locales.
• Comprender estos mecanismos es crucial para predecir y controlar los fenómenos turbulentos.