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The flow around a surface mounted cube: a characterization by time-resolved PIV, 3D Shake-The-Box and LBM simulation

Schröder, Andreas und Willert, Christian und Schanz, Daniel und Geisler, Reinhard und Jahn, Tobias und Gallas, Quentin und Leclaire, Benjamin (2020) The flow around a surface mounted cube: a characterization by time-resolved PIV, 3D Shake-The-Box and LBM simulation. Experiments in Fluids, 61 (189), Seiten 1-22. Springer Nature. doi: 10.1007/s00348-020-03014-5. ISSN 0723-4864.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1007/s00348-020-03014-5

Kurzfassung

The flow around a surface mounted cube with incoming turbulent or laminar boundary layer has been topic of many experimental and numerical investigations in the past decades. Despite its simple geometry the flow generates a set of complex vortical structures in front and around the cube, includes flow separation at the three front plane edges with corresponding subsequent shear layer dynamics enveloping recirculation zones. Downstream of the cube a large unsteady flow separation region is present which is associated with typical quasi-periodic bluff-body wake dynamics. Therefore the flow configuration is well suited to enhance the understanding of similar unsteady and separated flow phenomena in many aerodynamic and engineering applications. In the present experimental investigation we aim at resolving a large spectrum of spatial and temporal scales in the flow around a cube with incoming laminar and turbulent boundary layers by using the most recent developments of dense 3D Lagrangian particle tracking (LPT) and high resolution TR-PIV for Reynolds numbers based on cube size in the range Re_H = 2000 - 8000. The results documented in the present paper consist of snapshots and the analysis of long time-series of highly resolved 3D and 2D velocity fields suited to enhance the understanding of coherent structure dynamics and of corresponding statistical Lagrangian and Eulerian flow properties. Premultiplied velocity spectra and 3D pressure distributions are calculated and discussed as well. Finally, the measurement data is compared to results obtained with a simulation based on the lattice Boltzmann method (LBM).

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/136606/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The flow around a surface mounted cube: a characterization by time-resolved PIV, 3D Shake-The-Box and LBM simulation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schröder, AndreasAndreas.Schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262NICHT SPEZIFIZIERT
Willert, ChristianChris.Willert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1668-0181NICHT SPEZIFIZIERT
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Geisler, ReinhardReinhard.Geisler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0006-8838-3713NICHT SPEZIFIZIERT
Jahn, Tobiastobias.jahn (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gallas, Quentinquentin.gallas (at) onera.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Leclaire, Benjaminbenjamin.leclaire (at) onera.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 August 2020
Erschienen in:Experiments in Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:61
DOI:10.1007/s00348-020-03014-5
Seitenbereich:Seiten 1-22
Verlag:Springer Nature
Name der Reihe:Springer Nature
ISSN:0723-4864
Status:veröffentlicht
Stichwörter:boundary layer, wall-attached cube, separated flow, transition, Lagrangian particle tracking, particle image velocimetry, lattice Boltzmann method
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), L - Virtuelles Triebwerk und Validierungsmethoden (alt)
Standort: Göttingen , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Institut für Antriebstechnik > Triebwerksmesstechnik
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:19 Okt 2020 14:41
Letzte Änderung:23 Okt 2023 12:36

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