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Auteur Nikora, V. I.
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Affiner la rechercheSpatially Averaged Turbulent Flow Over Square Ribs / Coleman, S. E. in Journal of engineering mechanics, Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 194-204 p.
Titre : Spatially Averaged Turbulent Flow Over Square Ribs Titre original : Écoulement Turbulent dans l'Espace Ramené à une Moyenne au-Dessus des Nervures Carrées Type de document : texte imprimé Auteurs : Coleman, S. E., Auteur ; Robert J. Martinuzzi, Editeur scientifique ; Schlicke, E. ; McLean, S. R. ; Nikora, V. I., Auteur Article en page(s) : 194-204 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Turbulent flow Boundary layers Bed roughness Velocity profile Fluid dynamics Spatial anlysis Ecoulement turbulent Couches de frontière Rugosité de lit Profil de vitesse Dynamique liquide Analyse spatiale Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A series of experiments was undertaken to assess fully rough turbulent subcritical flow over two-dimensional transverse repeated-rib roughness of varying spacing λ/h=1.16 (roughness spacing/height ratio), with h/H=0.09 (roughness height/flow depth). Each of the 11 experiments involved centerline measurements of three-dimensional velocity vectors, water surface profiles, and bed pressures and forces. The structure of flow over rib roughness consists of a pair of principal vortices of opposite sign set up by the ribs. These vortices are superimposed on an overall double- (time and space)-averaged velocity profile that is (quasi-) logarithmic above roughness tops, and that below roughness tops changes with increasing rib spacing from exponential (λ/h<10) to linear (λ/h⊃0) to logarithmic (λ/h10). The measured double-averaged velocity profiles are parameterized herein, and double-averaged Reynolds and form-induced stress profiles and trends are also identified. Maximum drag due to wall roughness is found to occur for λ/h≈8. The experimentally determined momentum balance, including effects of secondary currents and flow acceleration, is found to agree well with theoretical expectations. It is shown that the knowledge of the effects of form-induced stresses, secondary currents, and flow nonuniformity may be particularly important for describing and modeling flows over roughness elements.
Une série d'expériences a été entreprise pour évaluer la rugosité transversale bidimensionnelle de répéter-nervure d'excédent turbulent entièrement approximatif d'écoulement fluvial de l'espacement variable λ/h=1.16 (rapport d'espacement de rugosité/taille), avec h/H=0.09 (taille de rugosité/tirant d'eau). Chacune des 11 expériences a comporté des mesures de ligne centrale des vecteurs tridimensionnels de vitesse, des profils extérieurs de l'eau, et des pressions et des forces de lit. La structure de la rugosité finie de nervure d'écoulement se compose d'une paire de principaux vortexes de signe opposé établis par les nervures. Ces vortexes sont superposés à un double global (temps et espace) - le profil ramené à une moyenne de vitesse qui est (quasi) logarithmique au-dessus rugosité, et qui au-dessous des dessus de rugosité change avec l'augmentation de l'espacement de nervure d'exponentiel (λ/h<10) en linéaire (λ/h⊃0) en logarithmique (λ/h10). Les doubles profils ramenés à une moyenne mesurés de vitesse sont paramétrisés ci-dessus, et double Reynolds ramenée à une moyenne et des profils et les tendances forme-induits d'effort sont également identifiés. La drague maximum due à la rugosité de mur s'avère pour se produire pour λ/h≈8. L'équilibre expérimentalement déterminé d'élan, y compris des effets des courants et de l'accélération secondaires d'écoulement, s'avère pour être conforme bien aux espérances théoriques. On lui montre que la connaissance des effets de la forme induit des efforts, courants secondaires, et irrégularité d'écoulement peut être particulièrement important pour décrire et modeler circule sur des éléments de rugosité.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : s.coleman@auckland.ac.nz, v.nikora@abdn.ac.uk, mclean@engineering.ucsb.edu, teds [...] [article] Spatially Averaged Turbulent Flow Over Square Ribs = Écoulement Turbulent dans l'Espace Ramené à une Moyenne au-Dessus des Nervures Carrées [texte imprimé] / Coleman, S. E., Auteur ; Robert J. Martinuzzi, Editeur scientifique ; Schlicke, E. ; McLean, S. R. ; Nikora, V. I., Auteur . - 194-204 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 194-204 p.
Mots-clés : Turbulent flow Boundary layers Bed roughness Velocity profile Fluid dynamics Spatial anlysis Ecoulement turbulent Couches de frontière Rugosité de lit Profil de vitesse Dynamique liquide Analyse spatiale Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : A series of experiments was undertaken to assess fully rough turbulent subcritical flow over two-dimensional transverse repeated-rib roughness of varying spacing λ/h=1.16 (roughness spacing/height ratio), with h/H=0.09 (roughness height/flow depth). Each of the 11 experiments involved centerline measurements of three-dimensional velocity vectors, water surface profiles, and bed pressures and forces. The structure of flow over rib roughness consists of a pair of principal vortices of opposite sign set up by the ribs. These vortices are superimposed on an overall double- (time and space)-averaged velocity profile that is (quasi-) logarithmic above roughness tops, and that below roughness tops changes with increasing rib spacing from exponential (λ/h<10) to linear (λ/h⊃0) to logarithmic (λ/h10). The measured double-averaged velocity profiles are parameterized herein, and double-averaged Reynolds and form-induced stress profiles and trends are also identified. Maximum drag due to wall roughness is found to occur for λ/h≈8. The experimentally determined momentum balance, including effects of secondary currents and flow acceleration, is found to agree well with theoretical expectations. It is shown that the knowledge of the effects of form-induced stresses, secondary currents, and flow nonuniformity may be particularly important for describing and modeling flows over roughness elements.
Une série d'expériences a été entreprise pour évaluer la rugosité transversale bidimensionnelle de répéter-nervure d'excédent turbulent entièrement approximatif d'écoulement fluvial de l'espacement variable λ/h=1.16 (rapport d'espacement de rugosité/taille), avec h/H=0.09 (taille de rugosité/tirant d'eau). Chacune des 11 expériences a comporté des mesures de ligne centrale des vecteurs tridimensionnels de vitesse, des profils extérieurs de l'eau, et des pressions et des forces de lit. La structure de la rugosité finie de nervure d'écoulement se compose d'une paire de principaux vortexes de signe opposé établis par les nervures. Ces vortexes sont superposés à un double global (temps et espace) - le profil ramené à une moyenne de vitesse qui est (quasi) logarithmique au-dessus rugosité, et qui au-dessous des dessus de rugosité change avec l'augmentation de l'espacement de nervure d'exponentiel (λ/h<10) en linéaire (λ/h⊃0) en logarithmique (λ/h10). Les doubles profils ramenés à une moyenne mesurés de vitesse sont paramétrisés ci-dessus, et double Reynolds ramenée à une moyenne et des profils et les tendances forme-induits d'effort sont également identifiés. La drague maximum due à la rugosité de mur s'avère pour se produire pour λ/h≈8. L'équilibre expérimentalement déterminé d'élan, y compris des effets des courants et de l'accélération secondaires d'écoulement, s'avère pour être conforme bien aux espérances théoriques. On lui montre que la connaissance des effets de la forme induit des efforts, courants secondaires, et irrégularité d'écoulement peut être particulièrement important pour décrire et modeler circule sur des éléments de rugosité.
DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : s.coleman@auckland.ac.nz, v.nikora@abdn.ac.uk, mclean@engineering.ucsb.edu, teds [...]