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Direct Numerical Simulation of Very-Large-Scale Motions in Turbulent Pipe Flow

Christian Bauer (Unbekannter Einband, Englisch)

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Beschreibung
Turbulent pipe flow is not only of importance to engineering applications but also of fundamental interest to the study of wall-bounded turbulence. In the present work, the interaction of the so-called very-large-scale motions (VLSMs) with the near-wall, small-scale turbulence is explored by means of direct numerical simulation for friction Reynolds numbers up to Reτ = 2880 and pipe lengths up to L = 42R. Besides, the convergence and the scaling of different order moments of the velocity distribution are studied and also discussed with regard to VLSMs. The subsequent analysis of the streamwise energy budget equation of the filtered velocity field reveals that VLSMs obtain their energy from the mean velocity field via a production mechanism similar to the one known from the near-wall cycle. Moreover, the different energy budget terms are investigated by means of statistical averages, instantaneous flow field visualisations, and three-dimensional correlations, wherein the backscattering phenomenon is also dealt with. In brief, the research sheds new light on our understanding of the interaction between VLSMs and the near-wall cycle and leads to a better grasp of turbulent pipe flow in general.
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Technische Daten


Erscheinungsdatum
08.02.2021
Sprache
Englisch
EAN
9783736973695
Herausgeber
Cuvillier Verlag
Sonderedition
Nein
Autor
Christian Bauer
Seitenanzahl
244
Auflage
1
Einbandart
Unbekannter Einband
Schlagwörter
Zylinderkoordinaten, inter-scale energy flux, flatness, Anschlagdynamikspitzen, schlüssige Strukturen, Grenzschicht, Navier-Stokes-Gleichung, two-point statistics, turbulente Rohrströmung, sweeps, Reynolds Belastung, Sperrfilter, near-wall cycle, Energiekaskade, turbulent pipe flow, Ein-Punkt-Statistiken, energy budget, Zweipunkt-Statistiken, Anschlagdynamik, Navier-Stokes equation, Dissipation, Leapfrog-Euler scheme, backscattering, scale interaction, wall-bounded turbulence, Konvergenz, boundary layer, scaling, Skalierung, convergence, Schieflage, Skaleninteraktion, wandnaher Zyklus, direct numerical simulation, Geschwindigkeitsnocken, Auswürfe, sehr großräumige Bewegungen, Turbulenz, velocity streaks, skewness, Fertigung, velocity spikes, one-point statistics, Reynoldszahl-Abhängigkeit, velocity correlation, small-scale motions, Fluid Motion, ejections, interskaliger Energiefluss, Geschwindigkeitskorrelation, direkte numerische Simulation, Reynolds number dependence, Energiehaushalt, outer-flow region, domain length, turbulente kinetische Energie, Rückstreuung, wandgebundene Turbulenz, high-order statistics, production, diffusion, Streuung, energy cascade, Strömungsgeometrie, finite-volume scheme, Fluidbewegung, very-large-scale motions, turbulent kinetic energy, cut-off filter, Flachheit, turbulence, Reynolds stresses, coherent structures, Geschwindigkeitsschlieren, dissipation, Domänenlänge, höherwertige Statistik, Rohrströmung, kleinräumige Bewegungen, cylindrical coordinates
Thema-Inhalt
TGP - Fertigungstechnik und Ingenieurwesen TGMF - Maschinenbau: Strömungsmechanik
Höhe
210 mm
Breite
14.8 cm

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