38 research outputs found
Scaling of statistics in wall-bounded turbulent flows
Get PDFHigh-resolution laser Doppler anemometry (Lda) and hot-wire anemometry (Hwa) measurements are utilized to study a zero-pressure-gradient turbulent boundary layer over the range of momentum thickness Reynolds number of 1170–3720. The primary objective is to investigate the near-wall behavior of this type of flow. We are particularly interested in possible Reynolds- and Kármán-number dependencies. The experimental results are in excellent agreement with most recent direct numerical simulations (Dns), which allow direct comparison of detailed results such as peak value and position of streamwise Reynolds stress, wall values of skewness and flatness factors, and turbulence dissipation rate. Systematic changes of some of these parameters with Kármán number are found when scaled with the inner parameters. A remedy seems to be the alternative mixed scaling that is based on , instead of , which admits direct influence of the outer velocity scale on the wall parameters
Reynolds number dependency of near-wall statistics of zero-pressure-gradient turbulent boundary layer
No full textWe report high-resolution LDA and HWA measurements of the streamwise velocity component of a flat-plate turbulent boundary layer (ZPG TBL) over a range of momentum thickness Reynolds number from 1,170 to 3,720. The primary objective of this work is to investigate the near-wall behavior and the scaling of high-order statistics. In particular, we are interested in certain Kármán number dependencies. The obtained data are in excellent agreement with most recent DNS-results, which allows direct comparison of detailed results such as peak value and position of streamwise stress, wall-values of skewness and flatness factors, and turbulence dissipation rate. The experimental data clearly reveal the failure of classical scaling. An alternative mixed scaling based on u?3/2ue1/2 removes these discrepancies
Impregnación Argéntica en secciones de Glicolmetacrilato para la demostración de NORs en ápices radicales de Allium cepa (Alliaceae)
Get PDFLas regiones organizadoras del nucléolo (NORs) son bucles de ADN, los cuales transcriben para la síntesis de ARN ribosomal. Los NORs se pueden demostrar con técnicas de plata, ya que las proteínas asociadas a los NOR son argirófilas y originan estructuras denominadas "AgNOR". Los métodos de AgNOR empleados en la rutina de muestras incluidas en parafina dan resultados insatisfactorios cuando se los aplican en cortes semifinos de glicolmetacrilato, debido a los precipitados inespecíficos producidos. Informamos aquí un procedimiento de impregnación con plata para NORs de células meristemáticas de ápices radicales de Allium cepa L. (cebolla). Para ello, antes de colorear los NORs con la solución coloidal de plata, se realiza un pre tratamiento en un horno de microondas a fin de optimizar la especificidad del método.Fil: Labraga, María C.. Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires. Hospital de Pediatría "Juan P. Garrahan"; ArgentinaFil: Perez, Adriana Nelida. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal; ArgentinaFil: Traverso, Viviana. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Medicina; ArgentinaFil: Tomasi, Victor Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentin
Aero-acoustic oscillations inside large deep cavities
Get PDFThis investigation focuses on the pressure amplitude response, within two deep cavities characterized by their length over depth ratios (L/H = 0.2 and 0.41), under varying free stream velocity in a large wind tunnel. Experiments have shown that for deep rectangular cavities at low Mach number, oscillations of discrete frequencies can be produced. These oscillations appear when the free stream velocity becomes higher than a minimum value. In addition, as flow velocity is increased, upward jumps in oscillation frequency are observed in the two cavity configurations. Convection velocity of instabilities along the shear layer was measured using velocity cross-correlations. This study shows that the hydrodynamic modes of the cavity shear layer are correctly predicted by the Rossiter model when the convection velocity is determined and the empirical time delay is neglected. For L/H = 0.2 the first oscillation mode is observed on the spectrogram. For L/H = 0.41, both the first and the second mode have approximately the same amplitude. Time-resolved Particle image velocimetry measurements were performed to obtain the vorticity distribution during the oscillation cycle along the cavity shear layer. It is found that the number of structures in the cavity shear layer depends on the mode order of cavity oscillation
Etude expérimentale du frottement pariétal instationnaire
No full textL objectif de cette thèse est de déterminer expérimentalement l évolution temporelle du frottement pariétal instationnaire en présence d une propagation d onde de pression. L écoulement transitoire est obtenu suite à la fermeture brusque d une vanne située à l extrémité aval d une conduite où l écoulement est initialement permanent. L étude expérimentale de l écoulement transitoire est réalisée par vélocimétrie ultrasonore à effet Doppler pour les mesures des profils de vitesse instantanés et par la méthode polarographique pour la détermination du frottement pariétal local. Ces mesures ont permis de mettre en évidence l effet des ondes de pression sur les profils de vitesse et sur le frottement pariétal. Les résultats ont permis de montrer que l approche quasi-stationnaire pour la détermination du frottement instationnaire n est valable que dans le cas où les caractéristiques de l écoulement varient peu. Lorsque l écoulement est soumis à de fortes accélérations et décélérations, cette approche n est plus applicable. Cette étude a permis de confirmer tout en les précisant, certains modèles basés sur l accélération instantanée. L analyse des résultats montre que le coefficient empirique de l accélération instantanée utilisé dans de nombreux modèles dépend intimement de la nature de l événement transitoire, de l intensité des accélérations ou des décélérations et du temps et que le frottement instationnaire est en phase avec l accélération. On montre que l échelle de temps d un événement transitoire est un paramètre essentiel dont il faut tenir compte pour une meilleure prédiction du frottement pariétal dans un écoulement instationnaireThe aim of this thesis is to find out experimentally the temporal evolution of unsteady skin friction in the presence of a propagation of pressure wave. The transient flow is obtained downstream sudden valve closure. The experimental study of the transient flow is carried out by Ultrasonic pulsed Doppler velocimetry to measure the instantaneous velocity profiles and by the polarographic method to determine the local skin friction. These measurements made it possible to highlight the effect of the waves of pressure on the velocity profiles and skin friction. The results made it possible to show that the quasi-steady approach to determine the unsteady friction is valid only if the characteristics of the flow vary little. When the flow is subjected to strong accelerations and decelerations, this approach is not applicable. This study made it possible to confirm all while specifying them, certain models based on the instantaneous acceleration. The analysis of the results shows that the empirical coefficient of the instantaneous acceleration used in many models depends closely on the nature of the transient event, of the intensity of accelerations or decelerations and the time. It is shown that the scale of time of a transient event is an essential parameter of which it is necessary to hold account for a better prediction of skin friction in a transient flowVALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF
Etude expérimentale de l'écoulement autour d'un cylindre en rotation perpendiculairement à l'écoulement moyen
No full textDans un écoulement, l étude des zones décollées revêt un intérêt certain de part les phénomènes nuisibles qu elles engendrent. Il est donc important de contrôler ce décollement, voire même le supprimer. Le moyen de contrôle utilisé ici repose sur la rotation d un cylindre perpendiculairement à un écoulement. Deux techniques de mesures ont été utilisées : la Vélocimétrie par Images de Particules (PIV) et la Vélocimétrie Laser par effet Doppler (LDV). Les mesures ont été réalisées pour trois nombres de Reynolds et pour différentes valeurs de (rapport entre la vitesse périphérique du cylindre et celle de l écoulement). Cette étude a permis de montrer que le nombre de Strouhal augmente avec et de vérifier le critère de décollement suggéré par Moore, Rott et Sears. Nous avons montré que le maximum du taux de fluctuation de vitesse tangentielle constitue un excellent critère pour localiser le décollement autour du cylindre en rotation. Le critère basé sur le maximum de la composante radiale permet de déterminer qualitativement la position du point de décollement. Le champ de vitesse fourni par la PIV a permis de localiser la position du point d arrêt qui se déplace dans le sens opposé à la rotation du cylindre. L analyse du champ de vorticité montre que c est dans la région où le cylindre se déplace dans le sens opposé de l écoulement que l iso-vorticité est la plus intense. On montre que la vorticité disparaît, quand la vitesse périphérique du cylindre est quatre fois supérieure à celle de l écoulement. Les résultats obtenus à l aide de simulations numériques de type (k- ) ont montré leur limite quant à leur prédiction de l écoulement en dehors de la zone de sillage.In a flow, the study of separated zones presents a major interest because of the perturbation that it generates. It is thus significant to control this separation, and even to remove it. The control used here is based on a rotating cylinder in cross flow. Two measurement techniques were used: Particle Image Velocimetry (PIV) and Laser-Doppler Velocimetry (LDV). Measurements were carried out for three Reynolds numbers and for various values of (ratio between the peripheral speed of the cylinder and the free stream velocity). This study shows that the Strouhal number increases with and to verify the criterion of separation suggested by Moore, Rott and Sears. We showed that the maximum of the tangential velocity fluctuation rate is an excellent criterion to localize separation around the rotating cylinder. The criterion based on the maximum of the radial velocity component permits to determine qualitatively the position of the separation point. It is noted that the vorticity disappears, when the speed of the cylinder is four times higher than the free stream velocity. The velocity field provided by the PIV permits to locate the stagnation point which moves with an opposing motion to that of the cylinder. The analysis of the vorticity field shows that it is in the region where the cylinder moves in the opposite direction of the flow that the iso-vorticity is much more strong. The results obtained by the (k- ) numerical simulations fail to predict the flow field around the rotating cylinder except in the wake of the cylinder.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF
Effets du soufflage sur les structures cohérentes dans un canal bidimensionnel
No full textThe control of turbulence and its concomitant phenomena are important for transport and environmental problems with aim to reduce or increase the skin friction and transfer phenomena. Various techniques can be achieved to perform the control of the boundary layer, the synthetic jet is one of the most popular. In this study, the effects of blowing through a porous strip in a turbulent channel flow were experimentally studied. Measurements were carried out for three blowing rates 3%, 5% and 8% of the velocity at the center of the channel. The results of the present study showed that blowing affects significantly the turbulent structures in the near wall region. Velocity profiles obtained with hot-wire anemometry show similar trends to those of a flow with a reduced skin friction. The wall blowing increases the turbulence intensities and the Reynolds shear stress. The analysis of the anisotropic invariant map indicated that with blowing, the anisotropy level in the near wall region appears to be lower than that of the unperturbed layer. Space-time correlations performed with hot-wire and hot-film show that the inclination angles in (x,y) and (x,z) planes increase with injection. These trends were confirmed by the PIV visualisations. The conditional analysis showed that the mean time between "bursts" is reduced with blowing. The results of the study suggest that blowing stimulates the break-up of the large structures in the near wall region and lead to a better acknowledgement of the turbulence mechanisms.Le contrôle de la turbulence trouve son intérêt dans de nombreux domaines tels que les transports et l environnement, avec pour objectif la réduction ou l augmentation du frottement et des phénomènes de transfert. Les techniques mettant en œuvre des jets synthétiques pour contrôler la couche limite sont parmi les plus utilisées. Dans cette étude, les effets d un soufflage localisé à travers une bande poreuse sur un écoulement turbulent pleinement établi dans un canal bidimensionnel ont été étudiés. Les mesures ont été réalisées pour trois taux de soufflage : 3%, 5% et 8% de la vitesse maximale. Les résultats de cette étude montrent que le soufflage affecte de manière significative les structures turbulentes de la région allant de la paroi jusqu à la zone tampon. Les profils de vitesse obtenus à l aide de l anémométrie à fil chaud présentent des caractéristiques voisines d un écoulement avec une réduction de frottement pariétal. L injection accroît fortement toutes les tensions de Reynolds. Les corrélations spatio-temporelles entre la vitesse et le frottement pariétal obtenues respectivement par fils et films chaud, montrent que le soufflage accroît l angle d inclinaison des structures cohérentes dans les plans (x,y) et (x,z). Ces résultats ont été confirmés et précisés par la PIV. L analyse conditionnelle sur les signaux anémométriques montre que le soufflage a pour effet de réduire le temps moyen entre burst . Tous ces résultats montrent que l injection à travers la bande poreuse a pour effet de détruire les grosses structures cohérentes dans la zone de proche paroi et permettent ainsi de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de la turbulence.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF
Étude d un film d eau cisaillé par un écoulement d air turbulent dans le sillage d un obstacle 2D (application aux essuie-glaces)
No full textCe travail de thèse concerne la sécurité routière, on s intéresse plus particulièrement à un phénomène gênant la visibilité du conducteur appelé le Water Pull Back. Ce terme désigne le retour d un film d eau sur la partie essuyée du pare-brise, à la suite du mouvement descendant de l essuie-glace côté conducteur. L objectif est de développer un modèle simplifié du Water Pull Back permettant des études paramétriques qualitatives. Une première version bidimensionnelle est construite, elle combine un maillage dynamique pour simuler le déplacement de l essuie-glace, un modèle diphasique pour prendre en compte la phase aqueuse, et un modèle de turbulence URANS. Dans ce modèle, trois thèmes clés interviennent: l écoulement séparé en aval de l essuie-glace, le mouillage dynamique sur le pare-brise, et le cisaillement du film d eau par l écoulement d air turbulent. Les capacités du code de calcul sont évaluées sur chacun de ces thèmes par comparaison entre numérique et expérimental. Ce processus permet d identifier les algorithmes et maillages les plus performants à utiliser dans le modèle 2D Water Pull Back, mais il souligne également les limitations de la modélisation URANS 2D. Les validations expérimentales sont faites dans la soufflerie subsonique du laboratoire TEMPO et dans un canal diphasique dédié à l étude des films cisaillés.This thesis is concerned with road safety, it deals in particular with a phenomenon that hinders the driver s visibility called the Water Pull Back. This term designates a water film coming back on the wiped area of the windshield after the downward motion of the wiper blade on the driver side. The goal is to develop a simplified model of the Water Pull Back which allows qualitative parametric studies to be carried out. A first 2D version is built, it combines a dynamic mesh to simulate the motion of the wiper blade, a multiphase model to take the water phase into account, and an URANS turbulence model. In this model, three topics emerge: the separated flow downstream of the wiper blade, the dynamic wetting on the windshield, and the water film sheared by a turbulent air flow. The capabilities of the code are investigated on each of these topics by comparison between numerical and experimental. This process allows the identification of suitable algorithms and grid requirements to use in the 2D Water Pull Back model, but it also highlights the limitations of 2D URANS modeling. The experimental validations are carried out in the subsonic wind tunnel of the TEMPO laboratory and in a two-phase flow channel dedicated to the study of sheared films.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF
Caractérisation pariétale instationnaire et contrôle de l'écoulement autour d'un corps épais
No full textCe travail expérimental entend contribuer à la compréhension des phénomènes physiques présents dans l écoulement autour d un modèle générique de véhicule, le corps de Ahmed. Cet écoulement se caractérise par le développement d un bulbe de recirculation encadré de deux structures tourbillonnaires longitudinales au voisinage immédiat de la paroi de la lunette arrière du modèle. Dans un premier temps, cet écoulement est étudié par méthode polarographique en canal hydrodynamique, cette méthode permettant l accès au frottement pariétal instationnaire. Par l utilisation de diverses méthodes d analyse, nous mettons en évidence la présence d instationnarités marquées dans l écoulement qui participent fortement à la complexité de la dynamique des différentes structures tourbillonnaires. Un contrôle de l écoulement au moyen d un déflecteur est ensuite étudié. L augmentation du bulbe décollé sur la lunette par le dispositif de contrôle permet, sous certaines conditions, une réduction de la traînée aérodynamique du corps de l ordre de 9%. Nous mettons l accent sur la compréhension des mécanismes physiques mis en jeu dans cette modification des efforts aérodynamiques, notamment par la caractérisation de l influence du contrôle sur la topologie de l écoulement. Nous montrons notamment que l amplification imposée au bulbe de recirculation permet l affaiblissement, puis la destruction, des structures longitudinales. Cette étude montre ainsi qu il est nécessaire de prendre en compte toutes les structures tourbillonnaires autour de ce type de configuration tridimensionnelle afin de mettre en œuvre des stratégies de contrôle plus efficaces.To be efficient, strategies aiming at reducing automotive vehicles aerodynamic drag have to be based on an increased knowledge of the physical phenomena present in the flow around the vehicle. This experimental work intends to contribute to the understanding of these phenomena by focusing on the flow around a generic vehicle model, the Ahmed body. This flow is characterized by the development of a recirculation bubble surrounded by two longitudinal vortex structures in the immediate neighborhood of the model rear window. At first, this flow is studied by polarographic method in a water tunnel, this method permits the unsteady wall shear stress measurement. This physical quantity is particularly sensitive to the presence of coherent structures in the near-wall region. By the use of different analysis methods, we highlight the presence of marked unsteadinesses in the flow strongly participating in the complex dynamics of the vortex structures. A flow control using a deflector is then studied. The increase in the separated bubble on the rear window by the device allows, under certain conditions, a drag reduction of about 9%. We focus on the understanding of the physical mechanisms involved in this modification of the aerodynamic stresses, in particular by characterizing the influence of the control on the flow topology. The modification of the balance existing between the separated zone on the window and the longitudinal vortex structures developing at its contact allows the decrease in their contribution to the aerodynamic drag. We show that the increase imposed in the recirculation bubbles allows the weakening, then the destruction, of the longitudinal vortices. This study shows that it is necessary to take all the vortex structures into account around this kind of three-dimensional configuration in order to design more efficient flow control strategies.VALENCIENNES-BU Sciences Lettres (596062101) / SudocSudocFranceF
Ecoulement turbulent affleurant une cavité profonde
No full textCette étude présente l'effet d'une cavité rectangulaire très profonde sur l'écoulement turbulent affleurant. Le rapport L/H de notre cavité est de 0.2 (longueur L = 5mm, profondeur H = 25mm). L'analyse traite des caractéristiques temporelle et spatiale de l'écoulement. Des mesures de profils de vitesse par Vélocimétrie Laser Doppler (LDV) montrent que ces profils ainsi que le frottement pariétal et les fluctuations de la vitesse longitudinale sont affectés par la présence de la cavité. Les champs de vitesse autour de la cavité sont obtenus par Vélocimétrie par image de particule (PIV). Ceci a permis de montrer l'absence d'oscillations auto-entretenues dans la couche de cisaillement
