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An Empirical Wall Law for the Mean Velocity in an Adverse Pressure Gradient for RANS Turbulence Modelling

Knopp, Tobias (2022) An Empirical Wall Law for the Mean Velocity in an Adverse Pressure Gradient for RANS Turbulence Modelling. Flow Turbulence and Combustion, 109, Seiten 571-601. Springer. doi: 10.1007/s10494-022-00367-1. ISSN 1386-6184.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10494-022-00367-1

Kurzfassung

An empirical wall law for the mean velocity in an adverse pressure gradient is presented, with the ultimate goal of aiming at the improvement of RANS turbulence models and wall functions. For this purpose a large database of turbulent boundary-layer flows in adverse pressure gradients from wind tunnel experiments is considered, and the mean velocity in the inner layer is analysed. The log law in the mean velocity is found to be a robust feature. The extent of the log-law region is reduced in ratio to the boundary layer thickness with increasing strength of the pressure gradient. An extended wall law emerges above the log law, extending up to the outer edge of the inner layer. An empirical correlation to describe the reduction of the log-law region is proposed, depending on the pressure-gradient parameter and on the Reynolds number in inner viscous scaling, whose functional form is motivated by similarity and scaling arguments. Finally, there is a discussion of the conjecture of the existence of a wall law for the mean velocity, which is governed mainly by local parameters and whose leading order effects are the pressure gradient and the Reynolds number, but whose details can be perturbed by higher-order local and history effects.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/189481/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:An Empirical Wall Law for the Mean Velocity in an Adverse Pressure Gradient for RANS Turbulence Modelling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Knopp, Tobiastobias.knopp (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3161-5353NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Oktober 2022
Erschienen in:Flow Turbulence and Combustion
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:109
DOI:10.1007/s10494-022-00367-1
Seitenbereich:Seiten 571-601
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTSpringerNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:1386-6184
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Turbulent boundary layer flows; adverse pressure gradient; log law; half-power law;
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HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
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Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, GO
Hinterlegt von: Knopp, Dr.rer.nat. Tobias
Hinterlegt am:09 Dez 2022 13:05
Letzte Änderung:09 Dez 2022 13:05

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