Velocidad angular de las fibras de la escala de Kolmogorov como proxy para la disipación turbulenta

Área de la Ciencia:

• Dinámica de fluidos La dinámica de fluidos.
• Investigación de la turbulencia Investigación de la turbulencia

Sus antecedentes:

• La disipación de energía turbulenta es un parámetro fundamental en la dinámica de fluidos.
• La medición directa de la disipación de energía turbulenta sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Introducir y validar un nuevo método basado en fibra para medir directamente la disipación de energía turbulenta.
• Evaluar la precisión y confiabilidad de este método en diferentes regiones de flujo turbulento.

Principales métodos:

• Combinando mediciones experimentales de la rotación de la fibra en la escala de Kolmogorov en el flujo turbulento del canal.
• Utilizando simulaciones numéricas directas con un modelo de fibra de punto.
• Analizando la relación entre la velocidad angular de la fibra y la tasa de disipación de energía.

Principales resultados:

• La velocidad angular media-cuadrada de las fibras reproduce estrechamente la tasa de disipación media.
• El método demuestra una alta precisión tanto en la turbulencia homogénea como en la capa logarítmica.
• La desviación media de las tasas de disipación reales es inferior al 6%.

Conclusiones:

• Las fibras de la escala de Kolmogorov ofrecen una herramienta robusta y confiable para cuantificar la disipación de energía turbulenta.
• Este enfoque basado en fibra proporciona un método práctico para la medición experimental de la disipación.
• Los hallazgos validan el uso de la dinámica de la fibra como un proxy para la disipación de energía local.