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Experimental analysis of the log-law at adverse pressure gradient

Knopp, Tobias und Reuther, Nico und Novara, Matteo und Schanz, Daniel und Schülein, Erich und Schröder, Andreas und Kähler, Christian (2021) Experimental analysis of the log-law at adverse pressure gradient. Journal of Fluid Mechanics, 918 (A17), Seiten 1-32. Cambridge University Press. doi: 10.1017/jfm.2021.331. ISSN 0022-1120.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
958kB

Offizielle URL: https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-fluid-mechanics/article/experimental-analysis-of-the-log-law-at-adverse-pressure-gradient/7BC65474763BDE7E29D5CE17BF45277D#article

Kurzfassung

The experimental data for the mean velocity are analysed in the inner layer for a turbulent boundary layer at significant adverse pressure gradient and Reynolds numbers up to Re-theta=57000. The aim is to determine the resilience of the log law for the mean velocity, the possible change of the von Karman constant kappa and the appearance of a square-root law above the log law at significant adverse pressure gradients. In the wind-tunnel experiment, the adverse pressure gradient is imposed by an S-shaped deflection of the contour model which is mounted on a wind-tunnel sidewall. A large-scale particle imaging velocimetry method is applied to measure the streamwise evolution of the flow over a streamwise distance of 15 boundary layer thicknesses. In the adverse pressure gradient region, microscopic and three-dimensional Lagrangian particle tracking velocimetry are used to measure the mean velocity and the Reynolds stresses down to the viscous sublayer. Oil-film interferometry is used to determine the wall shear stress. The log law in the mean-velocity profile is found to be a robust feature at adverse pressure gradient, but its region is thinner than its zero pressure gradient counterpart, and its slope is altered. A square-root law emerges above the log law, extending to the wall distance the log law typically occupies at zero pressure gradient. Lower values for kappa are found than for zero pressure gradient turbulent boundary layers, but the reduction is within the uncertainty of the measurement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137860/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental analysis of the log-law at adverse pressure gradient
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Knopp, Tobiastobias.knopp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3161-5353NICHT SPEZIFIZIERT
Reuther, NicoUniversität der Bundeswehr, MünchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Novara, Matteomatteo.novara (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8975-0419NICHT SPEZIFIZIERT
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1400-4224NICHT SPEZIFIZIERT
Schülein, ErichErich.Schuelein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1125-8504NICHT SPEZIFIZIERT
Schröder, Andreasandreas.schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262142754184
Kähler, ChristianUniversität der Bundeswehr, Münchenhttps://orcid.org/0000-0001-9336-2091NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Juli 2021
Erschienen in:Journal of Fluid Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:918
DOI:10.1017/jfm.2021.331
Seitenbereich:Seiten 1-32
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTCambridge University PressNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Cambridge University Press
ISSN:0022-1120
Status:veröffentlicht
Stichwörter:turbulent boundary layer; adverse pressure gradient; log-law
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Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Hochgeschwindigkeitskonfigurationen, GO
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Knopp, Dr.rer.nat. Tobias
Hinterlegt am:12 Nov 2021 08:13
Letzte Änderung:21 Sep 2023 12:46

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