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Analysis of flapping motion of reattaching shear layer behind a two-dimensional backward-facing step

Ma, Xingyu und Schröder, Andreas (2017) Analysis of flapping motion of reattaching shear layer behind a two-dimensional backward-facing step. Physics of Fluids, 29, Seiten 1-10. American Institute of Physics (AIP). doi: 10.1063/1.4996622. ISSN 1070-6631.

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Offizielle URL: https://doi.org/10.1063/1.4996622

Kurzfassung

An experimental investigation was carried out on the flapping motion of a turbulent reattaching shear layer downstream of a two-dimensional backward-facing step. The Reynolds number was 2.0 x 104, based on the free-stream velocity and the step height. The aim of this study is to analyze the flapping motion, which is featured unsteadiness of the reattaching shear layer, and its interaction with the recirculation region. High-resolution planar particle image velocimetry was used to measure the separated and reattaching shear layer in a horizontal-vertical plane. The velocity vector fields have shown the reattaching shear layer considerably flaps upwards and downwards as much in scale as approximately one step height from the middle part of recirculation region to the reattachment area. As a result, the recirculation region varies in size and the reattachment point shifts upstream and downstream. By applying singular value decomposition and proper orthogonal decomposition, the flapping motion is decomposed into multiple spatial rnodes, each of which represents interactions between the reattaching shear layer and recirculation region. In particular, the unsteady movement of the reattachment point is highly correlated with the flapping motion, and so is the maximum reverse flow. As a result, the flapping motion contributes substantial parts of the Reynolds shear stress and turbulent kinetic energy within the shear layer in the lauer half of the reattachment length.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/117047/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:PHYSICS OF FLUIDS 29, 115104 (2017)
Titel:Analysis of flapping motion of reattaching shear layer behind a two-dimensional backward-facing step
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ma, XingyuXingyu.Ma (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, AndreasAndreas.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 November 2017
Erschienen in:Physics of Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:29
DOI:10.1063/1.4996622
Seitenbereich:Seiten 1-10
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTAIPNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Institute of Physics (AIP)
ISSN:1070-6631
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Large-scale low-frequency, two-dimensional backward-facing step, velocity vector fields, particle image velocimetry
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Simulation und Validierung (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Bachmann, Barbara
Hinterlegt am:13 Dez 2017 14:38
Letzte Änderung:02 Nov 2023 13:12

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