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Coupling of U-Tube and Shear Layer Oscillations in an Interconnected Flow Compartment / Chua, Lloyd H. C. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 764-770 p. Titre : Coupling of U-Tube and Shear Layer Oscillations in an Interconnected Flow Compartment Titre original : Accouplement des Oscillations de Couche de Tube et de Cisaillement de U dans un Compartiment Relié Ensemble d'Ecoulement Type de document : texte imprimé Auteurs : Chua, Lloyd H. C., Auteur ; Katopodes, Nikoloas D., Editeur scientifique ; Shuy, E. B., Auteur Article en page(s) : 764-770 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vortex  shedding  Feedback  Oscillatory  flow  Resonance  Jets  Coupling  Perte  de  vortex  Rétroaction  Ecoulement  oscillant  Accouplement Index. décimale : 621.34 Résumé : Results of experiments conducted in a 2-m high flume at large Reynolds numbers are reported in this paper. The flume was partitioned into two compartments. Flow entered the bottom of the upstream test compartment as a wall jet, at jet Reynolds number ranging from 11,000 to 170,000. Periodic oscillations of the free surface in the two compartments resembling the oscillatory flow in a liquid-filled U-tube, and large coherent structures formed above the potential core of the wall jet were observed. Coupling of the U-tube oscillations and vortex shedding is attributed to fluid-dynamic and fluid-resonant feedback processes. For test compartment length, Lc=0.8 m, fluid-resonant feedback was found to be dominant, and the shear layer was observed to oscillate at the natural frequency of the two-compartment, U-tube system. The observed U-tube oscillations are initiated by the oscillations of the shear layer at a frequency equal to the subharmonic component for the U-tube. The flow oscillations were generally weaker for Lc=1.2 and 2.0 m with oscillation frequencies governed by fluid-dynamic feedback, verified from a comparison with the results from a previously reported study. Des résultats des expériences entreprises dans une 2-m haute canalisation à de grands nombres de Reynolds sont rapportés en cet article. La canalisation a été divisée dans deux compartiments. L'écoulement a écrit le fond du compartiment ascendant d'essai comme un mur voyagent en jet, à voyagent en jet le nombre de Reynolds s'étendant de 11.000 à 170.000. On a observé les oscillations périodiques de la surface libre dans les deux compartiments ressemblant à l'écoulement oscillant dans un tube en U liquide-rempli, et les grandes structures logiques formées au-dessus du noyau potentiel du mur voyagent en jet. L'accouplement des oscillations de tube en U et de la perte de vortex est attribué aux procédés fluide-dynamiques et fluide-résonnants de rétroaction. Pour la longueur de compartiment d'essai, Lc=0.8 m, rétroaction fluide-résonnante est avéré dominant, et la couche de cisaillement a été observée pour osciller à la fréquence normale du deux-compartiment, système de tube en U. Les oscillations observées de tube en U sont lancées par les oscillations de la couche de cisaillement à une fréquence égale au composant subharmonic pour le tube en U. Les oscillations d'écoulement étaient généralement plus faibles Lc=1.2 et 2.0 m avec des fréquences d'oscillation régies par la rétroaction fluide-dynamique, vérifiée d'une comparaison avec les résultats d'une étude précédemment rapportée. En ligne : chcchua@ntu.edu.sg, cshuyeb@ntu.edu.sg [article] Coupling of U-Tube and Shear Layer Oscillations in an Interconnected Flow Compartment = Accouplement des Oscillations de Couche de Tube et de Cisaillement de U dans un Compartiment Relié Ensemble d'Ecoulement [texte imprimé] / Chua, Lloyd H. C., Auteur ; Katopodes, Nikoloas D., Editeur scientifique ; Shuy, E. B., Auteur . - 764-770 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°7 (Juillet 2006) . - 764-770 p. Mots-clés : Vortex  shedding  Feedback  Oscillatory  flow  Resonance  Jets  Coupling  Perte  de  vortex  Rétroaction  Ecoulement  oscillant  Accouplement Index. décimale : 621.34 Résumé : Results of experiments conducted in a 2-m high flume at large Reynolds numbers are reported in this paper. The flume was partitioned into two compartments. Flow entered the bottom of the upstream test compartment as a wall jet, at jet Reynolds number ranging from 11,000 to 170,000. Periodic oscillations of the free surface in the two compartments resembling the oscillatory flow in a liquid-filled U-tube, and large coherent structures formed above the potential core of the wall jet were observed. Coupling of the U-tube oscillations and vortex shedding is attributed to fluid-dynamic and fluid-resonant feedback processes. For test compartment length, Lc=0.8 m, fluid-resonant feedback was found to be dominant, and the shear layer was observed to oscillate at the natural frequency of the two-compartment, U-tube system. The observed U-tube oscillations are initiated by the oscillations of the shear layer at a frequency equal to the subharmonic component for the U-tube. The flow oscillations were generally weaker for Lc=1.2 and 2.0 m with oscillation frequencies governed by fluid-dynamic feedback, verified from a comparison with the results from a previously reported study. Des résultats des expériences entreprises dans une 2-m haute canalisation à de grands nombres de Reynolds sont rapportés en cet article. La canalisation a été divisée dans deux compartiments. L'écoulement a écrit le fond du compartiment ascendant d'essai comme un mur voyagent en jet, à voyagent en jet le nombre de Reynolds s'étendant de 11.000 à 170.000. On a observé les oscillations périodiques de la surface libre dans les deux compartiments ressemblant à l'écoulement oscillant dans un tube en U liquide-rempli, et les grandes structures logiques formées au-dessus du noyau potentiel du mur voyagent en jet. L'accouplement des oscillations de tube en U et de la perte de vortex est attribué aux procédés fluide-dynamiques et fluide-résonnants de rétroaction. Pour la longueur de compartiment d'essai, Lc=0.8 m, rétroaction fluide-résonnante est avéré dominant, et la couche de cisaillement a été observée pour osciller à la fréquence normale du deux-compartiment, système de tube en U. Les oscillations observées de tube en U sont lancées par les oscillations de la couche de cisaillement à une fréquence égale au composant subharmonic pour le tube en U. Les oscillations d'écoulement étaient généralement plus faibles Lc=1.2 et 2.0 m avec des fréquences d'oscillation régies par la rétroaction fluide-dynamique, vérifiée d'une comparaison avec les résultats d'une étude précédemment rapportée. En ligne : chcchua@ntu.edu.sg, cshuyeb@ntu.edu.sg

Laboratory studies on the coupled oscillations between an internal density interface and a shear layer / Chua, Lloyd H. C. in Journal of engineering mechanics, Vol. 134 N°4 (Avril 2008) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°4 (Avril 2008) . - pp.348–352. Titre : Laboratory studies on the coupled oscillations between an internal density interface and a shear layer Type de document : texte imprimé Auteurs : Chua, Lloyd H. C., Auteur ; E. B. Shuy, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : pp.348–352. Note générale : Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Feedback  control  Oscillations  Laboratory  tests  Fluid  flow  Water  storage  Reynolds  number Résumé : The results from experiments conducted in a 2m high flow compartment at large Reynolds numbers are reported in this paper. Flow entered the compartment through an opening at the base on one side of the compartment and exited from an opening at the bottom of the opposite wall of the compartment. A shear layer is formed at the boundary between the incoming flow and the ambient fluid in the compartment. The impingement of the shear layer on the opposite wall of the compartment gives rise to periodic vortex formation and highly organized oscillations in the shear layer. When a density interface is present inside the compartment, resonance conditions were set up when the oscillations of the internal standing waves were “locked in” with the shear layer oscillations. Under resonance conditions, internal standing waves with amplitudes of up to 0.1m were observed. The formation of the internal standing waves is linked to the shear layer oscillations. Resonance conditions result when the shear layer is oscillating close to the natural frequency of the stratified fluid system in the compartment. The results of this investigation are applicable for fresh water storage in floating bottom-opened tanks in the sea, where under resonance conditions, entrainment rates could be significantly increased. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282008%29134%3A4%2834 [...] [article] Laboratory studies on the coupled oscillations between an internal density interface and a shear layer [texte imprimé] / Chua, Lloyd H. C., Auteur ; E. B. Shuy, Auteur . - 2008 . - pp.348–352. Mécanique appliquée Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 134 N°4 (Avril 2008) . - pp.348–352. Mots-clés : Feedback  control  Oscillations  Laboratory  tests  Fluid  flow  Water  storage  Reynolds  number Résumé : The results from experiments conducted in a 2m high flow compartment at large Reynolds numbers are reported in this paper. Flow entered the compartment through an opening at the base on one side of the compartment and exited from an opening at the bottom of the opposite wall of the compartment. A shear layer is formed at the boundary between the incoming flow and the ambient fluid in the compartment. The impingement of the shear layer on the opposite wall of the compartment gives rise to periodic vortex formation and highly organized oscillations in the shear layer. When a density interface is present inside the compartment, resonance conditions were set up when the oscillations of the internal standing waves were “locked in” with the shear layer oscillations. Under resonance conditions, internal standing waves with amplitudes of up to 0.1m were observed. The formation of the internal standing waves is linked to the shear layer oscillations. Resonance conditions result when the shear layer is oscillating close to the natural frequency of the stratified fluid system in the compartment. The results of this investigation are applicable for fresh water storage in floating bottom-opened tanks in the sea, where under resonance conditions, entrainment rates could be significantly increased. ISSN : 0733-9399 En ligne : http://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/%28ASCE%290733-9399%282008%29134%3A4%2834 [...]

Mixing layer oscillations for a submerged horizontal wall-jet / Chua, Lloyd H. C. in Journal of hydraulic research, Vol. 44 N°1 (2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 115-123 p. Titre : Mixing layer oscillations for a submerged horizontal wall-jet Titre original : Osillation de la couche de mélange d'un jet pariétal horizontal immergré Type de document : texte imprimé Auteurs : Chua, Lloyd H. C., Auteur ; Shuy, Eng Ban, Auteur Article en page(s) : 115-123 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Mixing  layer  Shear  layer  Wall-jet  Instability  Large-scale  structures  Linear  stability  analysis  Couche  de  mélange  Couche  de  cisaillement  Le  mur  de  jet  Instabilité  Structures  à  grande  échelle  Analyse  linéaire  de  stabilité Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Measurements of the horizontal velocity component were made for a horizontal wall-jet emanating from a submerged sluice gate forming one side of a large flow compartment. The existence of large-scale vortex structures was quantified by spectral analysis of the velocity measurements taken at various distances from the floor of the flow compartment, for different measurement stations from the jet exit. Close to the jet exit, the spectra of the velocity measurements within the potential core exhibit multiple peaks. Further downstream, the spectra are more defined and peak at the same frequency, irrespective of whether the measurements were made within the potential core or the mixing layer. The spectral peak corresponds to the passage frequency of large-scale vortex structures. Downstream of the potential core, the peak frequencies of the velocity spectra increase as the measurement location was moved towards the floor of the flow compartment. The increase in peak frequencies is attributed to fluctuations associated with the wall boundary layer. Predictions of the mixing layer instabilities were made using linear stability analysis. The predictions are in good agreement with the observed vortex shedding frequencies in the mixing layer. Des mesures du composant horizontal de vitesse ont été faites pour un horizontal mur en jet l'émanation d'une écluse submergée formant un côté d'un grand compartiment d'écoulement. L'existence des structures à grande échelle de vortex a été mesurée par l'analyse spectrale des mesures de vitesse prises à de diverses distances du plancher du compartiment d'écoulement, pour différentes stations de mesure de la sortie de jet. Près de la sortie de jet, les éventails les mesures de vitesse dans le noyau potentiel montrent les crêtes multiples. Promouvoir en aval, les spectres sont plus définis et maximaux à la même fréquence, indépendamment de si les mesures ont été faites dans le noyau potentiel ou la couche de mélange. La crête spectrale correspond à la fréquence de passage des structures à grande échelle de vortex. En aval de le noyau potentiel, les fréquences maximales des spectres de vitesse augmentent comme l'endroit de mesure a été déplacé vers le plancher du compartiment d'écoulement. L'augmentation des fréquences maximales est attribuée aux fluctuations liées à la couche de frontière de mur. Des prévisions des instabilités de mélange de couche ont été faites en utilisant l'analyse linéaire de stabilité. Les prévisions sont en bon accord avec les fréquences observées de perte de vortex dans la couche de mélange. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Oscillations En ligne : chcchua@ntu.edu.sg [article] Mixing layer oscillations for a submerged horizontal wall-jet = Osillation de la couche de mélange d'un jet pariétal horizontal immergré [texte imprimé] / Chua, Lloyd H. C., Auteur ; Shuy, Eng Ban, Auteur . - 115-123 p. Hydraulique Langues : Anglais (eng) in Journal of hydraulic research > Vol. 44 N°1 (2006) . - 115-123 p. Mots-clés : Mixing  layer  Shear  layer  Wall-jet  Instability  Large-scale  structures  Linear  stability  analysis  Couche  de  mélange  Couche  de  cisaillement  Le  mur  de  jet  Instabilité  Structures  à  grande  échelle  Analyse  linéaire  de  stabilité Index. décimale : 627 Ingénierie des cours d'eau naturels, des ports, des rades et des cotes. Installations de navigation, de dragage, de récupération et de sauvetage. Barrages et centrales électriques hydrauliques Résumé : Measurements of the horizontal velocity component were made for a horizontal wall-jet emanating from a submerged sluice gate forming one side of a large flow compartment. The existence of large-scale vortex structures was quantified by spectral analysis of the velocity measurements taken at various distances from the floor of the flow compartment, for different measurement stations from the jet exit. Close to the jet exit, the spectra of the velocity measurements within the potential core exhibit multiple peaks. Further downstream, the spectra are more defined and peak at the same frequency, irrespective of whether the measurements were made within the potential core or the mixing layer. The spectral peak corresponds to the passage frequency of large-scale vortex structures. Downstream of the potential core, the peak frequencies of the velocity spectra increase as the measurement location was moved towards the floor of the flow compartment. The increase in peak frequencies is attributed to fluctuations associated with the wall boundary layer. Predictions of the mixing layer instabilities were made using linear stability analysis. The predictions are in good agreement with the observed vortex shedding frequencies in the mixing layer. Des mesures du composant horizontal de vitesse ont été faites pour un horizontal mur en jet l'émanation d'une écluse submergée formant un côté d'un grand compartiment d'écoulement. L'existence des structures à grande échelle de vortex a été mesurée par l'analyse spectrale des mesures de vitesse prises à de diverses distances du plancher du compartiment d'écoulement, pour différentes stations de mesure de la sortie de jet. Près de la sortie de jet, les éventails les mesures de vitesse dans le noyau potentiel montrent les crêtes multiples. Promouvoir en aval, les spectres sont plus définis et maximaux à la même fréquence, indépendamment de si les mesures ont été faites dans le noyau potentiel ou la couche de mélange. La crête spectrale correspond à la fréquence de passage des structures à grande échelle de vortex. En aval de le noyau potentiel, les fréquences maximales des spectres de vitesse augmentent comme l'endroit de mesure a été déplacé vers le plancher du compartiment d'écoulement. L'augmentation des fréquences maximales est attribuée aux fluctuations liées à la couche de frontière de mur. Des prévisions des instabilités de mélange de couche ont été faites en utilisant l'analyse linéaire de stabilité. Les prévisions sont en bon accord avec les fréquences observées de perte de vortex dans la couche de mélange. DEWEY : 627 ISSN : 0022-1686 RAMEAU : Oscillations En ligne : chcchua@ntu.edu.sg