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近均匀各向同性湍流中重型刚性纤维平移和旋转的时间分辨测量。 (英语) Zbl 1383.76185号

摘要:使用两个正交视图的全息摄影系统(体积为17×17×17~\text{mm}^{3})测量了近均匀各向同性空气湍流(HIT)中的三维纤维平移速度、方向和旋转速率。流动特性由时间分辨粒子图像测速仪测量确定。两组标称长度相同(0.5 mm)但直径不同(13.7和19.1mu\text{m})的刚性尼龙纤维在HIT附近以泰勒微尺度雷诺数(Re{lambda}约130)释放,并以科尔莫戈洛夫频率的五倍以上进行追踪。纤维长度与Kolmogorov长度标度的比值为2.8,两组的斯托克斯数分别为1.35和2.44。由于惯性的增加,波动纤维平动速度的概率密度函数(PDF)比空气的概率密度密度函数窄,纤维速度自相关呈下降趋势。虽然由于强烈湍流,相机参考框架中的纤维方向是随机的,但研究表明,纤维与气流对齐可以将阻力降至最低。纤维旋转速率的PDF表明发生了极端旋转速率事件。此外,与具有相同纵横比并包括优先排列效果的中性浮力纤维所获得的结果相比,增加的惯性降低了标准化的均方纤维旋转速率。目前的结果与包括纤维惯性效应在内的直接数值模拟结果进行了很好的比较。

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76F05型 各向同性湍流;均匀湍流
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全文: 内政部

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