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Measurements of the energy dissipation rate in homogeneous turbulence using dense 3D Lagrangian Particle Tracking and FlowFit

Schröder, Andreas und Schanz, Daniel und Gesemann, Sebastian und Huhn, Florian und Garaboa-Paz, Daniel und Bodenschatz, Eberhard (2022) Measurements of the energy dissipation rate in homogeneous turbulence using dense 3D Lagrangian Particle Tracking and FlowFit. In: Proceedings of the 20th International Symposium on the Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics (216), Seiten 2300-2319. 20th International Symposium on Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics 2022, 2022-07-11 - 2022-07-14, Lissabon, Portugal. ISBN 978-989-53637-0-4.

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6MB

Offizielle URL: https://emma.events/download/?g={72EDFACB-C1EC-4572-8410-4AFACD3EF284}

Kurzfassung

We present measurements of the full velocity gradient tensor and all volumetric dissipation rate elements based on dense fields of fluid particle trajectories in homogeneous turbulence at Re ~270 and ~370 in a Kármán flow between two counter-rotating disks with impellers. Applying the Shake-The-Box (STB) Lagrangian Particle Tracking (LPT) algorithm, we are able to instantaneously track up to 80.000 particles in a volume of 40 x 40 x 15 mm³. The mean interparticle distance is lower than 7 Kolmogorov lengths for the Re_lambda ~270 case. A data assimilation scheme (FlowFit) with continuity and Navier-Stokes- constraints is used to interpolate the scattered velocity and acceleration data by a continuous 3D B-Spline representation, enabling to recover (locally) the smallest flow scales. In the presentation, we show Lagrangian velocity and acceleration statistics, as well as the Eulerian counterparts on velocity gradients and pressure fields. We compute the energy dissipation rate directly by making use of quadruples of particle trajectories in close proximity (r < 3 eta) and compare it to indirect approaches using second-order velocity- and velocityacceleration structure functions in the inertial subrange.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189080/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Measurements of the energy dissipation rate in homogeneous turbulence using dense 3D Lagrangian Particle Tracking and FlowFit
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schröder, Andreasandreas.schroeder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6971-9262NICHT SPEZIFIZIERT
Schanz, Danieldaniel.schanz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1400-4224NICHT SPEZIFIZIERT
Gesemann, Sebastiansebastian.gesemann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9740-5888NICHT SPEZIFIZIERT
Huhn, Florianflorian.huhn (at) gmx.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Garaboa-Paz, Danielangeldaniel.garaboa (at) usc.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bodenschatz, Eberhardeberhard.bodenschatz (at) ds.mpg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2022
Erschienen in:Proceedings of the 20th International Symposium on the Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenbereich:Seiten 2300-2319
Name der Reihe:Conference Proceedings online
ISBN:978-989-53637-0-4
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Lagrangian Particle Tracking, Dissipation rate, Shake-The-Box, Turbulence
Veranstaltungstitel:20th International Symposium on Application of Laser and Imaging Techniques to Fluid Mechanics 2022
Veranstaltungsort:Lissabon, Portugal
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:11 Juli 2022
Veranstaltungsende:14 Juli 2022
Veranstalter :IST, Lissabon, Portugal
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Virtuelles Flugzeug und Validierung
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Experimentelle Verfahren, GO
Hinterlegt von: Micknaus, Ilka
Hinterlegt am:13 Dez 2022 12:44
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:50

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